JP2004112804A - Fm screening accompanying sub-dot phase modulation - Google Patents

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リュック・ミネボ
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コーエン・ヴァンデ・ヴェルデ
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent introduction of unfavorable artifacts in FM screening without introducing graininess on a halftone image. <P>SOLUTION: A cluster of adjacent pixels can be arranged at any position on a pixel grid in an error diffusion half-toning process. A quantization step of the error diffusion takes an effect of an arrangement of the cluster of pixels into account. Dimensions of the pixel cluster can be fixed or variable. A quantization step of the half-toning process can take an effect of an arrangement of the cluster of pixels into account in the same or different color separation. The method generates less grainy halftone for steadily and uniformly printing in the presence of variation of the printer. A quantization step in the error diffusion process evaluates a quantization value of a possible alternative in arranging a cluster of a pixel. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

発明の詳細な説明DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

発明の分野
 本発明は、誤差拡散によって実行される周波数変調などの周波数変調ハーフトーニングに関する。該方法は、アドレス指定可能な1画素のサイズより大きい網点で印刷するシステムでの周波数変調ハーフトーニングに特に適している。
The present invention relates to frequency modulation halftoning, such as frequency modulation performed by error diffusion. The method is particularly suitable for frequency modulated halftoning in systems that print with halftone dots larger than the size of one addressable pixel.

発明の背景
スクリーニングの目的
 連続階調画像とは、知覚可能な量子化ステップの無い多値階調レベルを含む画像である。スクリーニング(本書ではハーフトーニングともいう)の目的は、インクおよび無インクに対応する2階調でしか印刷できない、オフセット印刷機などのように階調解像度の低い印刷装置で連続階調画像を提供することである。
BACKGROUND OF THE INVENTION Screening Objectives A continuous tone image is an image that includes multi-level tone levels without a perceptible quantization step. The purpose of screening (also referred to as halftoning in this document) is to provide a continuous tone image with a printing device having a low tone resolution, such as an offset printing press, which can print only at two tones corresponding to ink and no ink. That is.

 2値ハーフトーニング技法は、連続階調画像の濃度値を、2値印刷装置で印刷できる2値網点の幾何学的分布に変換するものである。 The binary halftoning technique converts the density value of a continuous tone image into a geometric distribution of binary halftone dots that can be printed by a binary printing device.

 各網点は1画素またはクラスタ化された画素セットによって表される。画素は画像再生装置のアドレス指定可能な最小要素である。 Each halftone dot is represented by one pixel or a clustered set of pixels. A pixel is the smallest addressable element of an image playback device.

 網点が充分に小さい場合、目は個々の網点を見ることができず、対応する空間的に統合された濃度値を見るだけである。 If the halftone dots are small enough, the eye will not be able to see the individual halftone dots but will only see the corresponding spatially integrated density values.

 使用される2種類の主要なハーフトーン技法は、「振幅変調スクリーニング」(AMスクリーニングと略記される)、および周波数変調スクリーニング(FMスクリーニングと略記される)として知られる。 2The two main halftone techniques used are known as "amplitude modulation screening" (abbreviated as AM screening), and frequency modulation screening (abbreviated as FM screening).

振幅および周波数変調スクリーニング
 振幅変調スクリーニングでは、ひとまとめにして特定の階調の印象を与える網点は、固定された幾何学的グリッド上に配列される。網点のサイズを変化させることにより、様々な階調の画像をシミュレートすることができる。図1は、AMスクリーニングによりもたらされる劣化(degrade)を示す。
Amplitude and Frequency Modulation Screen In amplitude modulation screening, the dots that collectively give the impression of a particular tone are arranged on a fixed geometric grid. By changing the size of the halftone dots, images of various gradations can be simulated. FIG. 1 shows the degradation caused by AM screening.

 周波数変調スクリーニングでは、固定サイズの網点間の距離を変調して様々な階調値をもたらす。図2は、FMスクリーニングによりもたらされる、図1と同様の劣化を示す。ほとんどのFMスクリーニングアルゴリズムが本質的に確率論的(非決定論的)な網点パターンを生じるので、周波数変調は時折「確率的スクリーニング」と呼ばれる。 In frequency modulation screening, the distance between halftone dots of a fixed size is modulated to produce various tone values. FIG. 2 shows the same degradation as FIG. 1 resulting from FM screening. Frequency modulation is sometimes referred to as "stochastic screening" because most FM screening algorithms inherently produce stochastic (non-deterministic) dot patterns.

 AMおよびFMハーフトーニングはどちらも利点および欠点を有する。 AM and FM halftoning both have advantages and disadvantages.

AMスクリーニング
 AMハーフトーニングの主な利点は、光学、電子、またはディジタル技法によって効率的に実行できることである。特に効率的なディジタル実現が、Thomas Holladayによる米国特許第4185304号に記載されている。第2の利点は、約7ドット/mm(175ドット/インチ、175dp)を有するスクリーンでハーフトーニングされる画像を市販のオフセット印刷機でむら無くかつ堅実に印刷し、優れた画像品質を生みだすことができることである。これらの2つの理由は、なぜAMスクリーニングがグラフィックアート業界におけるほとんどのオフセット印刷作業のための選り抜きの方法であるのかを説明する。
AM Screening A major advantage of AM halftoning is that it can be efficiently performed by optical, electronic, or digital techniques. A particularly efficient digital implementation is described in U.S. Pat. No. 4,185,304 by Thomas Holladay. A second advantage is, about 7 dots / mm (175 dots / inch, 175dp i) uniformly and then consistently printed at the image halftoning screen having a commercial offset printing press, produces superior image quality That is what you can do. These two reasons explain why AM screening is the method of choice for most offset printing operations in the graphic arts industry.

 AMハーフトーニングでは、固定周波数および角度によって特徴付けられる周期的グリッド上に網点が配列されるので、このグリッドは他のパターンとの幾何学的相互作用を受けることがある。これらの相互作用は時折モアレの形で現れる。 In AM halftoning, the grid may be subject to geometric interactions with other patterns because the dots are arranged on a periodic grid characterized by fixed frequencies and angles. These interactions sometimes appear in the form of moire.

 第1の可能なモアレ発生源は、カラー印刷で使用される異なる網点間で生じる相互作用である。この形のモアレを処理する解決策は、Paul Delabastitaによる米国特許第5155599号に提示されている。この特許には、便利かつ優雅であり、4色印刷における低周波数のモアレの導入を回避する技法が提示されている。しかし、4色印刷に典型的なロゼット状ミクロモアレの導入は処理していない。Paul Delabastitaによる米国特許第5828463号に提示された改善でも、ロゼット状ミクロモアレは除去されず、あまり目立たなくなるだけである。後者の特許では、カラー印刷で使用されるスクリーンの相対位相と結果的に得られるカラーバランスとの間に関係が存在することも説明されている。該開示の方法は、標準スクリーニングに対してこのカラーバランスを改善するが、この改善は、インク分解間の見当合せが完全である場合にのみ有効であることに注意すべきである。見当外れが発生した場合、再びカラーバランスシフトが導入される。 The first possible source of moiré is the interaction that occurs between the different halftone dots used in color printing. A solution for handling this form of moiré is presented in US Pat. No. 5,155,599 to Paul @ Delabastita. This patent presents a technique that is convenient and elegant and avoids the introduction of low frequency moire in four-color printing. However, the introduction of rosette-like micromoire typical of four-color printing has not been treated. Even the improvement presented in US Pat. No. 5,828,463 by Paul Delabastita does not remove the rosette-like micro-moire, but only makes it less noticeable. The latter patent also describes that there is a relationship between the relative phase of the screen used in color printing and the resulting color balance. Although the disclosed method improves this color balance over standard screening, it should be noted that this improvement is only effective if the registration between ink separations is perfect. If misregistration occurs, a color balance shift is again introduced.

 第2のモアレ発生源は、ハーフトーンパターンとそれが置かれるアドレス可能な画素グリッドとの間に発生する相互作用である。このグリッドの解像度がハーフトーンスクリーンの周波数に対して小さすぎる場合、「麻様(linen−like)」アーチファクトとして、または低周波数モアレとして可視になる周期的空間ラウンドオフ効果が発生する。この問題は、網点の重心に位置雑音を加えることによって、ある程度処理することができる。Paul Delabastitaによる米国特許第5774229号はそのような方法を提示している。この解決策は、所定の解像度を持つレコーダにわずかに高い周波数を持つスクリーンを提供することを可能にする。しかし、さらに高い周波数を持つスクリーンを製造した場合は、麻様および低周波効果が再発する。 The second moiré source is the interaction that occurs between the halftone pattern and the addressable pixel grid on which it is located. If the resolution of this grid is too small for the frequency of the halftone screen, a periodic spatial round-off effect occurs that becomes visible as "linen-like" artifacts or as low frequency moiré. This problem can be dealt with to some extent by adding positional noise to the halftone dot centroid. U.S. Patent No. 5,774,229 to Paul @ Delabastita provides such a method. This solution makes it possible to provide a screen with a slightly higher frequency to a recorder with a given resolution. However, when screens with higher frequencies are manufactured, the hemp-like and low-frequency effects recur.

 第3のモアレ発生源は、ハーフトーンスクリーンと画像自体における周期的内容との幾何学的相互作用が原因である。この効果はしばしば「サブジェクトモアレ(subject moire)」と呼ばれる。ハーフトーンスクリーンの周波数の増減は、この問題を本質的に解決せず、単に原画像で問題が発生する周波数の範囲を変化させるだけである。サブジェクトモアレを処理する解決策は、米国特許第4051536号およびJournal Opt. Soc. Amer. Vol. 66, No. 10, pp.985−989, 10月, 1976の関連論文でPaul Roetlingによって提唱された。彼のアルゴリズムはARIESアルゴリズムとして知られている。この方法は確かにサブジェクトモアレを低減することに役立つが、それを完全に除去するものではない。さらに、それはAMハーフトーニングの他の欠点を処理しない。 The third moiré source is due to the geometric interaction between the halftone screen and the periodic content in the image itself. This effect is often referred to as "subject moire". Increasing or decreasing the frequency of the halftone screen does not essentially solve this problem, but merely changes the range of frequencies where the problem occurs in the original image. Solutions for treating subject moire are described in U.S. Pat. No. 4,051,536 and Journal @ Opt. {Soc. Amer. {Vol. 66, No. $ 10, $ pp. 985-989, October, 1976, proposed by Paul Roetling in a related paper. His algorithm is known as the ARIES algorithm. Although this method does help to reduce subject moiré, it does not completely eliminate it. Furthermore, it does not address other disadvantages of AM halftoning.

FMスクリーニング
 FMスクリーニングは、AMスクリーニングに関連する上記の問題を解決すると一般的に考えられている。FMスクリーニングでは網点の中心が固定グリッド上に明示的に置かれないので、AMスクリーニングの場合のような周期的相互作用は予想されない。
FM Screening FM screening is generally thought to solve the above problems associated with AM screening. Since the center of the halftone dot is not explicitly placed on the fixed grid in the FM screening, the periodic interaction as in the AM screening is not expected.

 FMスクリーンを生成するために3つの方法が広く使用されている。 Three methods are widely used to generate FM screens.

 第1の方法は、画像を画素毎にしきい関数と比較することに依存して、FMスクリーニングされた画像を得る。そのようなしきい関数を得る方法は、Robert Ulichneyによる米国特許第5535020号、第5745259号、第5912745号,および第6172773号、ならびにTheophano MitsaおよびKevin Parkerによる米国特許第5543941号、第5708518号、および第5726772号に記載されている。 The first method relies on comparing the image to a threshold function on a pixel-by-pixel basis to obtain an FM-screened image. Methods for obtaining such a threshold function are described in U.S. Pat. No. 5,726,772.

 Lawrence RayおよびJames Sullivanは、WO91/12686で第2の方法を説明している。この方法では、連続階調画像は、メモリに格納された予め算出されたビットマップを階調に依存してアドレス指定することにより、周波数変調ハーフトーンに直接変換される。 Lawrence Ray and James Sullivan describe a second method in WO 91/12686. In this method, a continuous tone image is directly converted to a frequency modulated halftone by addressing a pre-computed bitmap stored in memory in a tone dependent manner.

 周波数変調のための第3の方法は、元来FloydおよびSteinbergによって発明されたものであり、誤差拡散と呼ばれる。図3は、それがどのように働くかを説明する。連続階調画素値Pは0.0(全黒)から1.0(全白)までの範囲を有する。未スクリーニング処理画像の修正画素値Pは、固定しきい値Tと比較される。PがTより小さい場合、Hは0.0にセットされ、黒画素が印刷される。そうでない場合、Hは1.0に等しくなり、白画素が印刷される。Pの2値化は、P−Hに等しい量子化誤差Eiを導入する。誤差拡散方式では、この量子化誤差値が、未スクリーニング処理画素Pi+xj+yの1つまたはそれ以上に加算される。異なる画素は元の誤差の異なる端数を受け取り、これは「拡散加重」cないしcによって制御される。拡散加重の総和は常に1になる。この方式はフィードバックループのように働くので、平均量子化誤差値は定常状態で零に収束する。 A third method for frequency modulation was originally invented by Floyd and Steinberg and is called error diffusion. FIG. 3 illustrates how it works. The continuous tone pixel value P has a range from 0.0 (all black) to 1.0 (all white). Modified pixel value P i of the unscreened image is compared with a fixed threshold value T. If P i is smaller than T, H i is set to 0.0, a black pixel is printed. Otherwise, H i is equal to 1.0, a white pixel is printed. Binarization of P i introduces an equal quantization error Ei in P i -H i. In the error diffusion method, this quantization error value is added to one or more of the unscreened pixels P i + x , j + y . Different pixels receive different fractions of the original error, which is controlled by a "diffusion-weighted" c 1 to c n. The sum of the diffusion weights is always one. Since this method works like a feedback loop, the average quantization error value converges to zero in a steady state.

 誤差拡散の代替的実現を図4に示す。累積拡散量子化誤差は別個のバッファに維持され、量子化の直前に元の画素P値に加算されるだけである。 An alternative implementation of error diffusion is shown in FIG. The cumulative diffusion quantization error is kept in a separate buffer and is only added to the original pixel Pi value just before quantization.

 Robert Ulichneyは、米国特許第4955065号で、元の誤差拡散アルゴリズムに対する多数の改善を記載している。この特許は、千鳥状走査を使用して入力画素値を処理し、しきい値に雑音を加え、誤差拡散加重を摂動してより均一かつ等方性の網点分布を得ることを記載している。 {Robert} Urichney describes a number of improvements over the original error diffusion algorithm in U.S. Pat. No. 4,955,065. The patent describes processing the input pixel values using staggered scanning, adding noise to the threshold, and perturbing the error diffusion weights to obtain a more uniform and isotropic halftone distribution. I have.

 当初の誤差拡散方式の顕著な改善は、どちらもReiner Eschbachによる米国特許第5045952号および第5535019号にも記載されている。これらの特許の開示では、しきい値を変調して、エッジ強調効果を得る(最初の特許)か、または高および低強度領域の網点分布の均一性を改善する(第2の特許)かのいずれかである。米国特許第5070413号でJames Sullivanは、各々の色料に対して個々にスカラー誤差拡散を行うのではなく、色料ベクトル空間における誤差拡散を実行することによって、カラー画像のスクリーニングの改善を説明している。Koen Vande Veldeは、「ディジタル印刷技術に関する国際会議」でこの概念のさらなる改善を発表した(会報NIP17、IS&T2001)。彼のアルゴリズムはベクトル誤差拡散方式で構成され、そこでは、輝度の変動および対応するハーフトーニング粒状性が最終出力で最小化されるような仕方で、1組のインクへの色の量子化が追加の前処理ステップからの出力によって制約される。米国特許第5565994号で、Eschbachは、同様の目的を目指しているが異なる働き方をする方法を提唱している。 顕 著 な Significant improvements in the original error diffusion scheme are also described in US Pat. Nos. 5,045,952 and 5,553,019 by Reiner Eschbach. The disclosures of these patents either modulate the threshold to obtain an edge enhancement effect (first patent) or improve the uniformity of the dot distribution in the high and low intensity regions (second patent). Is one of In US Pat. No. 5,070,413, James @ Sullivan describes an improved screening of color images by performing error diffusion in the colorant vector space, rather than performing scalar error diffusion for each colorant individually. ing. Koen Vande Velde announced a further refinement of this concept at the International Conference on Digital Printing Technology (Proceedings NIP17, IS & T 2001). His algorithm consists of a vector error diffusion scheme, where the quantization of the colors into a set of inks is added in such a way that variations in brightness and corresponding halftoning granularity are minimized in the final output. Is constrained by the output from the preprocessing step. In U.S. Pat. No. 5,565,994, Eschbach proposes a method that aims for a similar purpose but works differently.

 我々の発明に対して関連のある改善は、Yee Ngによる米国特許第5087981号にも見られる。この特許で、Yee Ngは、網点の重なりを考慮に入れて、プリンタのグラデーションの非線形性を補償するプリンタモデルの使用を記載している。Shenge Wangによる米国特許第5854882号に、プリンタの網点の重なりを特徴付ける実用的な方法が記載されている。プリンタモデルおよびヒトの視覚系のモデルの導入に関する同様の概念が、Journal of Electronic Imaging, 7月 1993 Vol.2(3), pp193−204に発表されたThrasyvoulos N.Pappas、Chen−Koung Dong、およびDavid L.Neuhoffによる論文「Measurement of printer parameters for model based halftoning」に記載されている。David Neuhoffは、この論文で提唱した概念の幾つかについて米国特許第5463472号で特許を取得している。米国特許第6266157号でZhigang Fanもまた、網点の重なり効果を誤差拡散方式にモデル化して校正する実用的かつ効率的な方法を説明している。 改善 A related improvement to our invention is also found in US Pat. No. 5,087,981 to Yee Ng. In this patent, Yee @ Ng describes the use of a printer model to account for dot overlap and compensate for printer gradation non-linearities. U.S. Pat. No. 5,854,882 to Shenge Wang describes a practical method for characterizing printer dot overlap. Similar concepts regarding the introduction of printer models and models of the human visual system are described in Journal of Electronic Imaging, July 1993 Vol. 2 (3), Thrasyvoulos {N. Pappas, Chen-Kong @ Dong, and David @ L. Neuhoff's paper "Measurement of printer printer parameters for model based on halftoning". David @ Neuhoff has patented in U.S. Pat. No. 5,463,472 several of the concepts proposed in this paper. In US Pat. No. 6,266,157, Zhigang @Fan also describes a practical and efficient method of modeling and calibrating the effect of halftone dots in an error diffusion scheme.

 Victor Ostromoukhovは、SIGGRAPH2001会議の会報で発表された彼の論文「A Simple and Efficient Error−Diffusion Algorithm」で、拡散加重を階調の関数として調整することによって、様々な階調値でより均一な網点分布が得られることを指摘している。 Victor @ Ostromoukhov, in his dissertation "A \ Simple \ Efficient \ Error-Diffusion \ Algorithm" published in the bulletin of the SIGGRAPH 2001 conference, adjusts the diffusion weights as a function of the grayscale to produce more uniform nets at various grayscale values. He points out that a point distribution can be obtained.

 標準FMハーフトーニングアルゴリズムでは、印刷される網点のサイズがプリンタのアドレス指定可能なグリッドの画素のサイズと同じであり、原画像の画素のサイズにも一致することを暗黙に想定している。これは本質的に、図5に示す状況である。この想定は、印刷プロセスで1画素のサイズの網点が小さすぎて適切に描画できない場合に、問題を発生し得る。そのような印刷プロセスの一例として電子写真印刷プロセスがある。この問題の可能な解決策は、Reiner Eschbachによる米国特許第5374997号に開示されており、そこで彼は、網点をプリンタのアドレス指定可能な画素のサイズよりn×m倍大きくする誤差拡散方法の使用を提唱している。 The standard FM halftoning algorithm implicitly assumes that the size of the printed dot is the same as the pixel size of the addressable grid of the printer, and also matches the pixel size of the original image. This is essentially the situation shown in FIG. This assumption can cause problems if the halftone dots of one pixel size are too small to render properly in the printing process. An example of such a printing process is an electrophotographic printing process. A possible solution to this problem is disclosed in U.S. Pat. No. 5,374,997 to Reiner @ Eschbach, where he describes an error diffusion method that makes the halftone dots n.times.m larger than the size of the addressable pixels of the printer. Advocates its use.

 図7に示した実施形態の1つで、彼は、カウンタによって誤差拡散プロセスの予備出力画素を水平方向にN回、垂直方向にM回複製して、より大きい網点を得ることができると説明した。N=M=2である場合のこの方式の出力を図6に示す。 In one of the embodiments shown in FIG. 7, he states that the counter can duplicate the preliminary output pixels of the error diffusion process N times horizontally and M times vertically to obtain larger halftone dots. explained. The output of this scheme when N = M = 2 is shown in FIG.

 AMおよびFMスクリーニングの両方について考察したが、「ハイブリッドスクリーニング」の存在についても触れる必要がある。Delabastitaらは、そのような技法の一例を米国特許第5766807号で開示している。この技法によると、中間調の濃度の変調は主として、固定グリッド上に配列された網点のサイズを変更することによって達成される一方、ハイライトでは、濃度の変調は固定サイズの網点の数を変更することによって達成される。 Although we discussed both AM and FM screening, we need to mention the existence of “hybrid screening”. Delabastita et al. Disclose an example of such a technique in US Pat. No. 5,766,807. According to this technique, halftone density modulation is primarily achieved by changing the size of the dots arranged on a fixed grid, while in the highlight the density modulation is the number of fixed size dots. Is achieved by changing

最新技術の欠点、発明の目的
 以下では、誤差拡散に基づくFMスクリーニングに集中して説明するが、我々の発明の態様は、他のFMスクリーニング技法と組み合わせた用法に容易に適用可能である。
Disadvantages of the State of the Art, Objectives of the Invention While the following focuses on FM screening based on error diffusion, aspects of our invention are readily applicable to usage in combination with other FM screening techniques.

 その利点および品質にもかかわらず、誤差拡散FMスクリーニングに関連付けられる幾つかの問題が依然として存在する。 に も か か わ ら ず Despite its advantages and quality, there are still some problems associated with error diffusion FM screening.

「合理的階調値」付近(1/4、2/4、3/4、1/9、2/9、3/9等)のアーチファクト
 FloydおよびSteinbergによって発表された当初の誤差拡散の第1の問題は、それが1/2の階調値ならびに1/4および1/3の倍数である階調値の付近でうまく機能しないことである。これらの階調値およびその付近では、標準誤差拡散アルゴリズムは、位相相関の高い網点分布を生成しない。すなわち、網点分布は局所的に規則的な自己複製パターンに編成される傾向がある。
The first of the original error diffusions published by the artifacts Floyd and Steinberg near "reasonable tone values" (1/4, 2/4, 3/4, 1/9, 2/9, 3/9, etc.) The problem is that it does not work well around halftone values and tone values that are multiples of 1/4 and 1/3. At and near these tone values, the standard error diffusion algorithm does not produce a halftone dot distribution with a high phase correlation. That is, the dot distribution tends to be locally organized into a regular self-replicating pattern.

 なぜこの問題が発生するかを説明するために、最初にFloydおよびSteinbergのアルゴリズムの50%付近の挙動に集中しよう。FloydおよびSteibergの誤差拡散をちょうど50%の階調値の色調に実行すると、網点は全てチェッカー盤の形状に配列される。このパターンは実際、網点間の平均距離を最小にし、したがって網点パターンの可視性をも最小にするので、この色調の場合の網点の最も最適な分布である。しかし50%の階調値より少し上の階調値の場合、該アルゴリズムは、正しい平均階調値を生成するために、そこかしこに余分の白画素を導入する。この余分の白画素は、チェッカー盤パターンの位相の分布を必然的に攪乱する。図8は、128/255の階調値が標準的FloydおよびSteinberg誤差拡散によって描画された例を示す。これらの局所的位相ずれは、それが無ければ規則的なパターンを攪乱し、目によって攪乱アーチファクトとして知覚される。同様の状況は、50%より少し下の階調値の場合にも発生する。 To explain why this problem occurs, let's first focus on the behavior around 50% of the Floyd and Steinberg algorithm. When the error diffusion of Floyd and Steiberg is performed for a tone having a gradation value of exactly 50%, all the halftone dots are arranged in a checkerboard shape. This pattern is in fact the most optimal distribution of dots for this tone, since it minimizes the average distance between the dots and thus also the visibility of the dot pattern. However, for tone values slightly above the 50% tone value, the algorithm introduces extra white pixels everywhere to produce the correct average tone value. These extra white pixels necessarily disturb the phase distribution of the checkerboard pattern. FIG. 8 shows an example in which a gradation value of 128/255 is drawn by standard Floyd and Steinberg error diffusion. These local phase shifts would otherwise disturb the regular pattern and be perceived by the eye as disturbing artifacts. A similar situation occurs for tone values slightly below 50%.

 同様の問題は、75%階調値付近にも存在する。厳密に75%では、FloydおよびSteinberg誤差拡散は、4個の画素のうちの1個が黒で、4個の画素のうち3個が白のパターンを生成し、全ての画素が2×2の反復するマトリックスパターンに配列される。この階調値の少し上および下では、この規則的パターンは余分な白または黒画素の導入によって攪乱される。FloydおよびSteinberg誤差拡散で描画された192/255階調値の一例を図9に示す。25%の階調値付近、および1/9または1/16の倍数である階調値付近で、同様の挙動が示される。 Similar problem exists near 75% gradation value. At exactly 75%, the Floyd and Steinberg error diffusion produces a pattern in which one of the four pixels is black and three of the four pixels are white, and all pixels are 2 × 2. It is arranged in a repeating matrix pattern. Above and below this tone value, this regular pattern is disturbed by the introduction of extra white or black pixels. FIG. 9 shows an example of the 192/255 gradation values drawn by the Floyd and Steinberg error diffusion. Similar behavior is exhibited near the tone value of 25% and near the tone value which is a multiple of 1/9 or 1/16.

 Robert Ulichneyは上記の問題をすでに認識し、米国特許第4955065号で彼が提唱する方法は、上記の望ましくないアーチファクトを低減するのに効果的である。しかし、彼のアルゴリズムにおけるランダム要素の使用は、画像に粒状性をも導入する。さらに、彼の方法は、アーチファクトを基本的に抑制するのではなく、むしろそれを拡散する。 {Robert} Urichney already recognizes the above problem, and the method he proposes in US Pat. No. 4,955,065 is effective in reducing the undesirable artifacts described above. However, the use of random elements in his algorithm also introduces graininess into the image. Furthermore, his method does not essentially suppress the artifact, but rather diffuses it.

 この見解は、標準FloydおよびSteinberg誤差拡散で描画された図8に示すハーフトーンを、Ulichneyによる改善された方法を使用して描画された図10に示すハーフトーンと比較することによって理解される。 This view is understood by comparing the halftone shown in FIG. 8 drawn with standard Floyd and Steinberg error diffusion to the halftone shown in FIG. 10 drawn using the improved method by Ulichney.

 本発明の目的は、ハーフトーン画像に粒状性を導入することなく、FMスクリーニングにおける好ましくないアーチファクトの導入を回避することである。 It is an object of the present invention to avoid introducing undesirable artifacts in FM screening without introducing graininess in the halftone image.

位相相関網点位置は低周波の粒状性またはパターンをカラー印刷に導入することがある
 単一分解内の相関網点位置の結果は、カラー印刷の場合、それが異なるインク分解における網点位置の位相相関を間接的に導くことである。これは、パターンおよび雑音などの低周波アーチファクトを導入することがある。さらに、これらのアーチファクトは、分解間に見当外れが存在する場合に予測不能にずれたり変化する。
Phase correlated dot locations may introduce low frequency graininess or patterns into color prints.The result of correlated dot positions in a single separation is that for color printing, it is the dot position in different ink separations. This is to indirectly derive the phase correlation. This may introduce low frequency artifacts such as patterns and noise. Furthermore, these artifacts shift or change unpredictably when there is misregistration between decompositions.

 これを例で説明する。どちらも128/255の値を持つシアンおよびマゼンタのインク分解で印刷される色を想像する。FloydおよびSteinbergアルゴリズムは、これらの色調値に対して、図11および図12のように見える網点分布を生じる。 This will be explained with an example. Imagine colors printed with cyan and magenta ink separations, both having values of 128/255. The Floyd and Steinberg algorithms produce a dot distribution that looks like FIGS. 11 and 12 for these tonal values.

 これらの2つの分解を図13のようにほぼ完全な見当合せ状態で相互に重ね合わせて印刷すると、それらは4つの可能なインクの重なりの組合せ、すなわち無インク、シアンインクのみ、マゼンタインクのみ、またはシアンおよびマゼンタインクの重ね刷りを生じる。原画の分解における網点の位相相関のため、重なりの組合せ自体も相関される。図13では、これが2種類の領域を導く。第1の種類の領域では、シアンおよびマゼンタ網点の大半が相互に重なり合い、シアンおよびマゼンタの重ね刷り網点および白スペースのマトリックスが生じる。第2の種類の領域では、シアンおよびマゼンタ網点の大部分が相互の間に位置し、白の空間が全くまたはほとんど存在しないマゼンタ網点とシアン網点のマトリックスが生じる。マゼンタ網点に白およびシアンを加色した場合、シアンおよびマゼンタ網点を加色した場合と全く同じ色にはならないので、両種の領域は異なる色になる。最終結果は、印刷再現全体のカラーバランスが安定せず、かつ印刷がしみだらけに見えることである。 When these two separations are printed one on top of the other in near perfect registration, as in FIG. 13, they have four possible overlapping combinations of inks: no ink, cyan ink only, magenta ink only, Or, overprinting of cyan and magenta inks occurs. Due to the phase correlation of the halftone dots in the decomposition of the original picture, the overlap combination itself is also correlated. In FIG. 13, this leads to two types of regions. In the first type of region, most of the cyan and magenta halftone dots overlap each other, resulting in a matrix of cyan and magenta overprinted halftone and white spaces. In the second type of region, most of the cyan and magenta halftone dots are located between each other, resulting in a matrix of magenta and cyan halftone dots with no or little white space. When white and cyan are added to the magenta halftone dot, the colors are not exactly the same as when the cyan and magenta halftone dots are added, so the two types of regions have different colors. The end result is that the color balance of the entire print reproduction is not stable and the print appears to be full of stains.

 2つの分解間の見当が、例えばプリンタまたは支持体の何らかの機械的不安定性のために、図14のように変化すると、第1の種類の領域が第2の種類の領域に変化したり、その逆に変化することがある。したがって、カラーバランスは刷り全体で不安定であるだけでなく、それはプリンタの見当により変化し、見当外れが存在すると予測不能になる。図13および図14の両方に示すように、個々の分解の相関アーチファクトは、原画の分解のいずれにも存在しなかった低周波パターンであって、原画の分解間の見当の関数として変化するパターンを発生させることがあり得る。 If the register between the two separations changes as in FIG. 14, for example, due to some mechanical instability of the printer or support, the first type of area may change to a second type of area, or the like. Conversely, it may change. Thus, not only is the color balance unstable throughout the print, but it varies with the register of the printer and is unpredictable in the presence of misregistration. As shown in both FIG. 13 and FIG. 14, the correlation artifacts of the individual decompositions are low frequency patterns that were not present in any of the original image decompositions, and that change as a function of the register between the original image decompositions. Can occur.

 上記の説明が示すものは、網点位置の相関が結果的に低周波の粒状性およびパターン形成を招き、見当外れが存在するときに局所的に不安定なカラーバランスを生じることがあり得るということである。 What the above description shows is that halftone dot location correlation can result in low frequency graininess and pattern formation, which can result in locally unstable color balance when there is misregistration. That is.

 既存の技術は、誤差拡散における重みの摂動またはしきい値に対する雑音の追加などのランダム要素の導入を利用して、位相相関網点位置を分割するが、前に触れた通り、これはハーフトーニング処理画像に粒状性をも導入する。 Existing techniques use the introduction of random elements, such as weight perturbation in error diffusion or the addition of noise to the threshold, to split the phase-correlated dot positions, but as mentioned earlier, this is halftoning. Graininess is also introduced into the processed image.

 本発明の目的は、カラー印刷のための周波数変調ハーフトーニングにおけるカラーバランスの安定性および予測可能性を改善し、画像に粒状性を導入することなく低周波アーチファクトの導入を回避することである。 It is an object of the present invention to improve the stability and predictability of the color balance in frequency modulation halftoning for color printing and avoid the introduction of low frequency artifacts without introducing graininess in the image.

誤差拡散の固定網点サイズは妥協を表す
 Eschbachによって米国特許第5374997号に提示された方法は、印刷装置の1画素のサイズよりN×M倍大きい隣接画素から成る網点の生成を開示する。実際には、「N」および「M」の最適値の選択は、印刷の安定性、粒状性、および細部レンディションの間の妥協を表す。
The fixed dot size of error diffusion represents a compromise The method presented by Eschbach in U.S. Pat. No. 5,374,997 discloses the generation of a dot consisting of adjacent pixels N.times.M times larger than the size of one pixel of a printing device. In practice, the selection of optimal values for "N" and "M" represents a compromise between print stability, graininess, and detail rendition.

 印刷濃度およびカラーバランスの不安定性の主な原因は、網点の境界付近の(空間および時間の両方で決定論的または確立論的)効果である。これは、同一総面積をカバーするための境界長の短い大きい網点がなぜ小さい網点より一般的に安定して印刷されるかを説明する。この主張から、より多くの隣接画素のクラスタから成るより大きい網点を使用することが好まれる。これは、網点の周囲長の全量およびプリンタの変動性の効果が階調スケールのミッドトーン部分で最大になるので、ミッドトーンの再現に特に当てはまる。 A major source of print density and color balance instability is the effect near the dot boundaries (deterministic or stochastic in both space and time). This explains why large halftone dots with short border lengths to cover the same total area are generally more stably printed than small halftone dots. This assertion favors the use of larger halftone dots consisting of clusters of more neighboring pixels. This is especially true for midtone reproduction, since the total amount of halftone dot perimeter and printer variability effects are maximized in the midtone portion of the tone scale.

 しかし、大きい固定サイズの網点の使用には欠点もある。任意の階調値に対し、大きい網点を使用すると、それらの間の平均距離も大きくなり、特に、この距離がすでにその最大であるハイライトおよびシャドートーンでは、これはハーフトーンパターンの可視性および粒子の粗い外観を導くことがある。したがって、この主張から実際には、少数の画素から成るクラスタを使用することが好まれる。 However, the use of large fixed size halftone dots has disadvantages. For a given tone value, the use of large halftone dots also increases the average distance between them, especially for highlights and shadow tones where this distance is already at its maximum, which is the visibility of the halftone pattern. And may lead to a grainy appearance. Therefore, this assertion actually favors the use of clusters consisting of a small number of pixels.

 大きい固定サイズの網点はまた、細部レンディションをも損なうことがある。例えばきめの細かい質感の適切なレンダリングは、小さい画素クラスタによる印刷が有利である。テキストおよび線画のレンダリングの場合、これらの要素の輪郭の全解像度のレンダリングが可能になるので、クラスタサイズは1画素だけとすることが好適でさえある。 Large fixed size halftone dots can also impair detail rendition. For example, for proper rendering of a fine-grained texture, printing with small pixel clusters is advantageous. In the case of text and line art rendering, it is even preferable to have a cluster size of only one pixel, since full resolution rendering of the contours of these elements is possible.

 これらの観察は新しい周波数変調ハーフトーニング方法を考案する必要性を示しており、その目的は、ハーフトーニングの粒状性を最小化し、テクスチャ、微細部、テキスト、および線画のレンダリングを最適化しながら、同時に、印刷プロセスに変動が存在する場合でもカラーバランスおよびコントラストの安定性を最適化することである。 These observations point to the need to devise a new frequency modulation halftoning method, the goal of which is to minimize the graininess of halftoning and simultaneously optimize the rendering of textures, fines, text, and line art, while at the same time Optimizing color balance and contrast stability even when there are variations in the printing process.

[先行技術]
 これまでに、以下の関連文書が公知である。
特許公報1:米国特許第4051536号「Electronic halftone imaging system」
特許公報2:米国特許第4185304号「Electronic halftone screening」
特許公報3:米国特許第4955065号「Sytem for producing dithered images from continuous−tone image data」
特許公報4:米国特許第5045952号「Method for edge enhanced error diffusion」
特許公報5:米国特許第5070413号「Color digital halftoning with vector error diffusion」
特許公報6:米国特許第5087981号「Error diffusion of overlapping dots」
特許公報7:米国特許第5155599号「Screening system and method for color reproduction in offset printing」
特許公報8:米国特許第5374997号「Hgh addressability error diffusion with minimum mark size」
特許公報9:米国特許第5463472号「Model−based halftoning」
特許公報10:米国特許第5535019号「Error diffusion halftoning with homogeneous response in high/low intensity image regions」
特許公報11:米国特許第5535020号「Void and cluster apparatus and method for generating dither templates」
特許公報12:米国特許第5543941号「Method and apparatus for halftone rendering of a gray image using a blue noise mask」
特許公報13:米国特許第5565994号「Multiple separation error diffusion, with cross separation correlation control for color images」
特許公報14:米国特許第5708518号「Method and apparatus for halftone rendering of a gray scale image using a blue noise mask」
特許公報15:米国特許第5726772号「Method and apparatus for halftone rendering of a gray scale image using a blue noise mask」
特許公報16:米国特許第5745259号「Void and cluster apparatus and method for generating dither templates」
特許公報17:米国特許第5766807号「Halftone screen and methods for making and using the same」
特許公報18:米国特許第5774229号「Halftone screen generator and halftone screen and method for generating same」
特許公報19:米国特許第5828463号「Printing plate for a halftone image having toner dependent rosette structures BV phase modulation」
特許公報20:米国特許第5854882号「Halftone correction systems」
特許公報21:米国特許第5912745号「Voild and cluster apparatus and method for generating dither templates」
特許公報22:米国特許第6172773号「Voild and cluster apparatus and method for generating dither templates」
特許公報23:米国特許第6266157号「Method of error diffusion using 2X2 color correction and increment matching」
特許公報24:WO91/12686「Digital halftoning with correlated minimum visual modulation patterns」
特許以外の文献:
−Roetling、「Halftone Method with Edge Enhancement and Moire Suppression」、JOSA、vol.66、pp.985−989、1976。
−T.N.Pappas、C.−K.DongおよびD.L.Neuhoff、「Measurement of printer parameters for model−based halftoning」、Journal of Electronic Imaging、vol.2、p.193−204、7月、1993。
−Victor Ostromoukhov.A Simple and Efficient Error−Diffusion Algorithm。In Proceedings of SIGGRAPH 2001、ACM Computer Graphics、Annual Conference Series、pp.567−572、2001。
[Prior art]
Heretofore, the following related documents are known.
Patent Publication 1: U.S. Pat. No. 4,051,536 "Electronic halftone imaging system"
Patent Publication 2: U.S. Pat. No. 4,185,304 "Electronic halftone screening"
Patent publication 3: U.S. Pat. No. 4,955,065 "System for producing dithered images from continued-tone image data"
Patent Publication 4: U.S. Pat. No. 5,045,952 "Method for edge enhanced error diffusion"
Patent Publication 5: U.S. Pat. No. 5,070,413, "Color digital halftoning with vector error diffusion"
Patent Publication 6: U.S. Pat. No. 5,087,981 "Error diffusion of overlapping dots"
Patent Publication 7: U.S. Pat. No. 5,155,599 "Screening system and method for color reproduction in offset printing"
Patent Publication 8: US Patent No. 5,374,997, "H i gh addressability error diffusion with minimum mark size "
Patent publication 9: U.S. Pat. No. 5,463,472 "Model-based halftoning"
Patent Publication 10: U.S. Pat. No. 5,535,019 "Error diffusion halftoning with homogeneous response in high / low intensity image regions"
Patent Publication 11: U.S. Pat. No. 5,553,020 "Void and cluster apparatus and method for generating dither templates"
Patent Publication 12: U.S. Pat. No. 5,543,941 "Method and Apparatus for Halftone Rendering of a Gray Image Using a Blue Noise Mask"
Patent Publication 13: U.S. Pat. No. 5,565,994, "Multiple separation error diffusion, with cross separation correlation control control color images"
Patent Publication 14: U.S. Pat. No. 5,708,518 "Method and Apparatus for Halftone Rendering of a Gray Scale Image Using a Blue Noise Mask"
Patent Publication 15: U.S. Pat. No. 5,726,772, "Method and Apparel for Halftone Rendering of a Gray Scale Image Using a Blue Noise Mask"
Patent Publication 16: U.S. Pat. No. 5,745,259 "Void and cluster apparatus and method for generating dither templates"
Patent Publication 17: U.S. Pat. No. 5,766,807, "Halftone screen and methods for making and using the same"
Patent Publication 18: U.S. Pat. No. 5,774,229 "Halftone screen generator and halftone screen and method for generating same"
Patent Publication 19: U.S. Pat. No. 5,828,463, "Printing plate for a halftone image having tone toner dependent rosette structures BV phase modulation"
Patent Publication 20: U.S. Pat. No. 5,854,882 "Halftone correction systems"
Patent Publication 21: U.S. Pat. No. 5,912,745, "Voil and cluster apparatus and method for generating dither templates"
Patent Publication 22: U.S. Pat. No. 6,172,773, "Voil and cluster apparatus and method for generating dither templates"
Patent Publication 23: U.S. Pat. No. 6,266,157, "Method of error diffusion using 2X2 color correction and increment matching"
Patent publication 24: WO91 / 12686 "Digital halftoning with correlated minimum visual modulation patterns"
Non-patent literature:
Roetling, "Halftone Method with Edge Enhancement and Moire Suppression", JOSA, vol. 66, pp. 985-989, 1976.
-T. N. Pappas, C.I. -K. Dong and D.M. L. Neuhoff, "Measurement of printer parameters for model-based halftoning", Journal of Electronic Imaging, vol. 2, p. 193-204, July, 1993.
-Victor Ostromukhov. A Simple and Efficient Error-Diffusion Algorithm. In Proceedings of SIGGRAPH 2001, ACM Computer Graphics, Annual Conference Series, pp. 147-64. 567-572, 2001.

発明の概要
 上述の有利な効果は、請求項1に記載した特定の特徴を有する方法によって実現される。本発明の好適な実施形態の特定の特徴を従属請求項に記載する。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned advantageous effects are realized by a method having certain features as set forth in claim 1. Particular features of preferred embodiments of the invention are set out in the dependent claims.

 本発明のさらなる利点および実施形態は、以下の説明および図面から明らかになるであろう。 Additional advantages and embodiments of the present invention will become apparent from the following description and drawings.

 本発明は、周波数変調ハーフトーニングが、単独で取り上げたときに、必ずしも本質的に確率論的ではないという観察に基づいている。固定サイズの網点が周期的な矩形または六角形のグリッドに配置され、全ての網点間の距離が同一であり、かつ階調値の変調が網点間の距離を連続的に変化させることによって達成されるようにした周波数変調技法を持つことが望ましい。各階調レベルで、網点分布は完全に決定論的であり、かつ周期的である。 The present invention is based on the observation that frequency modulation halftoning, when taken alone, is not necessarily stochastic in nature. The fixed-size halftone dots are arranged in a periodic rectangular or hexagonal grid, the distance between all the halftone dots is the same, and the modulation of the gradation value continuously changes the distance between the halftone dots. It is desirable to have a frequency modulation technique such as that achieved by: At each gray level, the halftone distribution is completely deterministic and periodic.

 そのような周波数変調ハーフトーンは、前に述べたような合理的階調値付近の位相相関アーチファクトの影響を受けず、同時に、網点分布の粒状性のレベルが非常に低いことが明らかである。したがって、そのようなハーフトーニング技法は、理想的な周波数ハーフトーニングアルゴリズムの特徴を近似する。 It is clear that such frequency modulated halftones are not affected by phase correlation artifacts near reasonable gradation values as described above, while at the same time the level of granularity of the dot distribution is very low. . Thus, such halftoning techniques approximate the characteristics of an ideal frequency halftoning algorithm.

 残念ながら、連続的な網点分布の周波数の変調は、無限に高い精度で網点を配置することができ、したがって無限に高いアドレス指定可能性を有する記録システムを必要とする。そのような記録システムは、実世界には存在しない。 Unfortunately, the modulation of the frequency of the continuous halftone dot distribution can place halftone dots with infinitely high accuracy, thus requiring a recording system with infinitely high addressability. Such a recording system does not exist in the real world.

 本発明の方法を使用することによって、上記の理想的な周波数変調技法の特徴は、無限ではないが、隣接画素のクラスタから成る網点のサイズよりかなり高い、記録システムのアドレス指定可能性を使用することによって近似される。網点間の距離を網点自体のサイズよりずっと小さい増分で変調することを可能にすることにより、連続周波数変調の理想を近似し、かつ合理的階調値付近のアーチファクトを抑制するのに同様の利点を提供する、周波数変調ハーフトーニングシステムが得られる。我々はこの原理を「サブドット位相変調」と呼ぶ。サブドット位相変調により、網点の位置は網点のサイズを超える精度で制御されるので、網点間の相対位置も、標準周波数変調よりずっと高い精度で制御することができる。この原理はまた、異なる分解の相関網点位置によるカラー印刷のアーチファクトをずっとうまく制御する可能性をも開く。 By using the method of the present invention, the characteristics of the ideal frequency modulation technique described above are not infinite, but use the addressability of the recording system, which is significantly higher than the size of a halftone dot consisting of clusters of adjacent pixels. Is approximated by By approximating the ideal of continuous frequency modulation by allowing the distance between the dots to be modulated in increments much smaller than the size of the dots themselves, as well as suppressing artifacts near reasonable gradation values A frequency modulation halftoning system is provided that offers the advantages of We call this principle "subdot phase modulation." Since the position of the halftone dot is controlled with an accuracy exceeding the size of the halftone dot by the sub-dot phase modulation, the relative position between the halftone dots can be controlled with much higher accuracy than the standard frequency modulation. This principle also opens up the possibility of much better control of color printing artifacts due to the correlated dot positions of the different separations.

 請求項の特定の特徴を持つ誤差拡散法は、画素のクラスタの配置によって出力画像のある領域に生じる濃度値の変化の効果を考慮することによって、網点間の距離を変調することができる。 The error diffusion method having the specific features of the claims can modulate the distance between halftone dots by taking into account the effect of a change in density value that occurs in a certain area of the output image due to the arrangement of pixel clusters.

 それは、複数の隣接する画素から成る網点を画素グリッドの任意の位置に配置することが可能であることを特徴とする。 It is characterized in that a halftone dot composed of a plurality of adjacent pixels can be arranged at an arbitrary position on a pixel grid.

 我々の発明の一般概念を説明したが、サブドット位相変調の第1の実施形態について説明したい。 Having described the general concept of our invention, we want to describe the first embodiment of sub-dot phase modulation.

 我々の発明の基本原理を説明したが、我々の発明に係るサブドット位相変調による周波数変調を実行する好適な実施形態の詳細について、今から説明する。
図面の簡単な記述
 図1は、AMスクリーニングにより得られる劣化を示す。
 図2は、FMスクリーニングにより得られる図1と同様の劣化を示す。
 図3は、基本的誤差拡散方式を示す。
 図4は、誤差拡散方式の代替的実現を示す。
 図5は、画素複製を伴わない値5/9の色調の周波数変調ハーフトーニングを示す。
 図6は、2×2の画素複製を伴う値5/9の色調の周波数変調ハーフトーニングを示す。
 図7は、画素複製を使用して改善された印刷特性を持つクラスタ化された網点を得る方法の結果を示す。
 図8は、標準FloydおよびSteinberg誤差拡散により得られる128/255の階調値の表現を示す。
 図9は、FloydおよびSteinberg誤差拡散により得られる192/255の階調値を示す。
 図10は、千鳥状走査およびしきい値の50%雑音を用いてFloydおよびSteinberg誤差拡散により得られる128/255の階調値を示す。
 図11は、FloydおよびSteinberg誤差拡散により得られる128/255の値を持つ、可能なシアン分解の例を示す。
 図12は、標準FloydおよびSteinberg誤差拡散により得られる128/255の値を持つ、可能なマゼンタ分解の例を示す。
 図13は、ほぼ完全な見当合せ状態の図11および図12の分解の重ね刷りの表現を示す。
 図14は、2つの分解がわずかに見当外れの状態の図11および図12の分解の重ね刷りの表現を示す。
 図15は、値5/9を持つ色調の周波数変調ハーフトーニングに続いて2×2の画素複製を行った結果を示す。
 図16は、位相相関網点位置によるアーチファクトを解消するためにランダム要素を導入した値5/9の色調の周波数変調ハーフトーニングに続いて2×2の画素複製を行った結果を示す。
 図17は、2×2の画素複製およびサブドット位相変調を伴う値5/9の色調の周波数変調ハーフトーニングを示す。
 図18は、標準誤差拡散の量子化プロセスの代替的解釈を示すフローチャートである。
 図19は、サブドット位相変調を伴う誤差拡散の量子化プロセスを記載する流れ図である。
 図20A〜Gは、サブドット位相変調を伴う誤差拡散による量子化の様々な例を示す。
 図21は、サブドット位相変調および階調依存可変網点サイズを使用する誤差拡散方式を示す。
 図22は、サブドット位相変調ならびに階調値および局所的コントラストの両方に依存する網点サイズを使用する誤差拡散方式を示す。
 図23は、最新技術の誤差拡散を使用する周波数変調ハーフトーニングによる画像のレンダリングを示す。
 図24は、サブドット位相変調を使用する誤差拡散の結果を示す。
 図25は、サブドット位相変調および可変サイズ網点を使用する周波数変調ハーフトーニングの結果を示す。
Having described the basic principles of our invention, the details of a preferred embodiment for performing frequency modulation by subdot phase modulation according to our invention will now be described.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows the degradation obtained by AM screening.
FIG. 2 shows the same degradation as FIG. 1 obtained by FM screening.
FIG. 3 shows a basic error diffusion method.
FIG. 4 shows an alternative implementation of the error diffusion scheme.
FIG. 5 shows frequency modulation halftoning of a 5/9 color tone without pixel duplication.
FIG. 6 shows frequency modulation halftoning of a 5/9 tone with 2 × 2 pixel duplication.
FIG. 7 shows the results of a method for obtaining clustered halftone dots with improved printing properties using pixel duplication.
FIG. 8 shows the representation of 128/255 tone values obtained by standard Floyd and Steinberg error diffusion.
FIG. 9 shows 192/255 tone values obtained by Floyd and Steinberg error diffusion.
FIG. 10 shows 128/255 tone values obtained by Floyd and Steinberg error diffusion using staggered scanning and threshold 50% noise.
FIG. 11 shows an example of a possible cyan decomposition with a value of 128/255 obtained by Floyd and Steinberg error diffusion.
FIG. 12 shows an example of a possible magenta decomposition with a value of 128/255 obtained by standard Floyd and Steinberg error diffusion.
FIG. 13 shows an overprint representation of the disassembly of FIGS. 11 and 12 in near perfect registration.
FIG. 14 shows an overprint representation of the separations of FIGS. 11 and 12 with the two separations being slightly misregistered.
FIG. 15 shows the result of 2 × 2 pixel duplication following frequency modulation halftoning of a tone having the value 5/9.
FIG. 16 shows the result of 2 × 2 pixel duplication performed after frequency modulation halftoning of a value 5/9 tone in which a random element is introduced in order to eliminate artifacts due to the phase correlation halftone dot position.
FIG. 17 shows frequency modulation halftoning of a 5/9 tone with 2 × 2 pixel duplication and sub-dot phase modulation.
FIG. 18 is a flowchart illustrating an alternative interpretation of the quantization process for standard error diffusion.
FIG. 19 is a flowchart describing a quantization process for error diffusion with sub-dot phase modulation.
20A-G show various examples of quantization by error diffusion with sub-dot phase modulation.
FIG. 21 shows an error diffusion method using sub-dot phase modulation and gradation-dependent variable halftone dot size.
FIG. 22 shows an error diffusion scheme using sub-dot phase modulation and a halftone dot size that depends on both tone value and local contrast.
FIG. 23 shows the rendering of an image with frequency modulation halftoning using state of the art error diffusion.
FIG. 24 shows the result of error diffusion using sub-dot phase modulation.
FIG. 25 shows the results of sub-dot phase modulation and frequency modulation halftoning using variable size halftone dots.

発明の詳細な記述
発明の実施の結果
 図5は、標準誤差拡散により得られる5/9の値の色調の例を示す。図6および図15は、同一色調であるが、Reiner Eschbachによる米国特許第5374997号に記載された2×2の画素複製と組み合わせた場合を示す。該色調は、位相相関網点位置によるアーチファクトを明らかに示す。図16は、しきい値が乱数により変調されることおよびRobert Ulichneyによる米国特許第4955065号の改善に従って加重を摂動することを除き、同一誤差拡散により得られた同一色調を再び示す。今、位相相関網点位置によるアーチファクトは改善されたが、色調は今も粒子が粗く見える。図17は最終的に、再び同一色調であるが、今度は我々の発明に係るサブドット位相変調を使用する周波数変調技法を用いて、ランダム要素を導入することなく得られる色調を示す。図17は、粒状性が図16より明らかに著しく低下しながら、図15にあるような種類のアーチファクトが無いことを明瞭に示す。したがって、我々の発明は、ハーフトーンの粒状性を導入することなく、位相相関網点位置によるアーチファクトを回避することを可能にする。
Detailed Description of the Invention Results of Implementation of the Invention FIG. 5 shows an example of a 5/9 value tone obtained by standard error diffusion. 6 and 15 show the same color tone, but in combination with the 2 × 2 pixel replication described in US Pat. No. 5,374,997 to Reiner Eschbach. The tones clearly show artifacts due to the phase correlation halftone dot positions. FIG. 16 again shows the same tone obtained by the same error diffusion, except that the threshold is modulated by random numbers and the weight is perturbed according to the improvement of US Pat. No. 4,955,065 by Robert Urichney. Now, the artifact due to the phase correlation halftone dot position has been improved, but the color tone still looks grainy. FIG. 17 finally shows the tones that are again of the same tone, but this time using a frequency modulation technique using sub-dot phase modulation according to our invention, without introducing random elements. FIG. 17 clearly shows that there is no artifact of the kind shown in FIG. 15, while the graininess is significantly less pronounced than in FIG. Thus, our invention makes it possible to avoid artifacts due to phase-correlated dot positions without introducing halftone graininess.

 図17に示した改善は、変形誤差拡散プロセスによって得られる。 改善 The improvement shown in FIG. 17 is obtained by the deformation error diffusion process.

さらなる定義
 誤差拡散プロセスを次のように、すなわち、光学的濃度を表すn1個の可能な値を持つ未処理入力画素から成る画像を、光学的濃度を表すn2個の可能な値を持つ処理済み画素によって表される出力画像に変換するための方法と定義し、ここで1<n2<n1である。画素の処理は、次のステップを含む。
・処理済み画素の値を変形画素の値から決定する量子化ステップ
・変形画素と処理済み画素との間の差を決定する誤差値算出ステップ
・少なくとも1つの未処理画素を量子化誤差値の少なくとも一部分によって変形する誤差拡散ステップ
Further Definitions The error diffusion process is as follows: an image consisting of raw input pixels with n1 possible values representing the optical density is processed into a processed image with n2 possible values representing the optical density. Defined as a method for converting to an output image represented by pixels, where 1 <n2 <n1. Processing a pixel includes the following steps.
A quantization step of determining the value of the processed pixel from the value of the modified pixel; an error value calculating step of determining a difference between the modified pixel and the processed pixel; at least one of the unprocessed pixels being quantized. Error diffusion step deformed by part

 我々の発明に係る誤差拡散方式の変形は、次のステップから成る。
・クラスタを形成する少なくとも2つの処理済み画素の値を変形画素の値から決定する量子化ステップ
・変形画素と処理済み画素との間の差を決定する誤差算出ステップ
・少なくとも1つの未処理画素を量子化誤差値の少なくとも一部分によって変形する誤差拡散ステップ
A variant of the error diffusion scheme according to our invention comprises the following steps.
A quantization step of determining the value of at least two processed pixels forming a cluster from the value of the deformed pixel; an error calculating step of determining a difference between the deformed pixel and the processed pixel; Error diffusion step deformed by at least part of the quantization error value

 量子化ステップ中に1群のn×m個の処理済み画素を決定することによって、個々のアドレス指定可能な画素のサイズよりn×m倍の大きさの網点を得ることができる。しかし、誤差拡散は依然として記録装置の全解像度で実行されるので、網点の位相(または位置)は記録装置の全解像度で制御される。最終結果は、図17に示す利点を提供するサブドット位相制御を伴う誤差拡散方式である。 By determining a group of n × m processed pixels during the quantization step, halftone dots that are n × m times larger than the size of each addressable pixel can be obtained. However, since error diffusion is still performed at the full resolution of the recording device, the phase (or position) of the halftone dot is controlled at the full resolution of the recording device. The end result is an error diffusion scheme with subdot phase control that provides the advantages shown in FIG.

 本発明に係る方法は、欧州特許出願EP1239662「improved color halftoning for printing with multiple inks」および米国特許第5535019号「error diffusion halftoning with homogeneous response in high/low intensity image regions」で考えられた原理と組み合わせて使用することができる。 The method according to the invention is described in European patent application EP 1 239 662 "improved @ halftoning @ for @ printing @ with @ multiple @ inks" and U.S. Pat. No. 5,535,019 "error @ diffussion @ halftoning @ electronics.com /. Can be used.

 出力装置は、例えば白い紙に黒の網点を配置することによって画像を再生する。記録装置の最小の記録要素は画素と呼ばれる。記録装置は通常、記録システムの解像度またはアドレス指定可能性によって決定される特定の位置に画素を配置することができるだけである。これは、例えば記録ヘッドの解像度、または例えば用紙搬送システムが取ることのできる最小ステップによって決定される。全ての画素は、特定の解像度を有する画素グリッド上に配置される。水平および垂直解像度は同一とすることができる。例えば、電子写真装置は16×16画素/mm(400×400ドット/インチ)の解像度を持つことができる。他のシステムでは、2つの方向に異なる解像度を持つことができ、例えばインクジェット印刷システムは192×48ドット/mm(4800×1200dpi)を有する。最小記録要素である画素はこうして、画素グリッド上に配置される。網点は複数の隣接画素から作成される。網点が配置される位置を決定するのは、使用されるハーフトーニングアルゴリズムである。 The output device reproduces an image by arranging black dots on white paper, for example. The smallest recording element of a recording device is called a pixel. Recording devices typically can only place pixels at specific locations determined by the resolution or addressability of the recording system. This is determined, for example, by the resolution of the recording head or, for example, the minimum steps that a paper transport system can take. All pixels are located on a pixel grid with a particular resolution. The horizontal and vertical resolution can be the same. For example, an electrophotographic device can have a resolution of 16 × 16 pixels / mm (400 × 400 dots / inch). Other systems can have different resolutions in two directions, for example, an inkjet printing system has 192 x 48 dots / mm (4800 x 1200 dpi). The pixel that is the smallest recording element is thus arranged on the pixel grid. A halftone dot is created from a plurality of adjacent pixels. It is the halftoning algorithm used that determines where the dots are located.

標準誤差拡散
 本発明に係る方法を詳細に説明する前に、参考文献によって多少従来とは異なる角度から標準誤差拡散を提示することから始める。
Standard Error Diffusion Before describing the method of the present invention in detail, one begins by presenting the standard error diffusion from a somewhat different angle in the literature.

 以下では、画像の原点(0,0)が上左隅に対応し、値0.0が「黒」を表し、1.0が「白」を表すという慣例を採用する。網点を配置するということは白のキャンバスに黒の点を印刷することを意味する。 In the following, it is assumed that the origin (0, 0) of the image corresponds to the upper left corner, the value 0.0 represents "black", and the value 1.0 represents "white". Placing halftone dots means printing black dots on a white canvas.

 我々は、P(x,y)を原画像の入力画素または入力画素値、P´(x,y)を変形画素値を得た前処理済み画素に対して行われる誤差の寄与により変形された原画像の変形画素、H(x,y)をハーフトーニング処理された出力画像の画素と定義する。誤差拡散プロセスは全ての入力画素P(x,y)をハーフトーン出力画素H(x,y)に変換する。 We have modified P (x, y) by the input pixels or input pixel values of the original image and P ′ (x, y) by the error contributions made to the pre-processed pixels that obtained the modified pixel values. A modified pixel of the original image, H (x, y), is defined as a pixel of the output image that has been subjected to the halftoning process. The error diffusion process converts all input pixels P (x, y) to halftone output pixels H (x, y).

 処理を開始する前に、ハーフトーン処理された画像の出力画素値は全て0.5に事前設定される。この手法では、誤差拡散プロセスは、H(x,y)の事前設定された値を、原画像の最適ハーフトーンレンダリングが得られるような仕方で0.0または1.0のいずれかに置換することから成る。 す る Before starting the processing, the output pixel values of the halftone processed image are all preset to 0.5. In this approach, the error diffusion process replaces the preset value of H (x, y) with either 0.0 or 1.0 in such a way that an optimal halftone rendering of the original image is obtained. Consisting of

 画像の処理は通常、画像の最上部から1行づつ実行される。1行内で、処理は左から右へ、または右から左へ、または好ましくは、米国特許第4955065号でRobert Ulichneyによって示唆されているように、これらの2つの方向の間で交互に交替しながら行われる。後者の手法は「千鳥状走査」と呼ばれる。 Image processing is usually performed line by line from the top of the image. Within one row, processing may be left-to-right, or right-to-left, or preferably, alternating between these two directions, as suggested by Robert @ Urichney in US Pat. No. 4,955,065. Done. The latter approach is called "staggered scanning."

 位置(i,j)における画素P´(i,j)の処理は、図19にも示されている以下のステップから成る。
1)次の利用可能な異なるケースに対応する2つの可能な量子化値Q(i,j)およびQ(i,j)から成る量子化セットを決定する。
 a.事前設定された中間調値H(i,j)を0.5から0.0に低減することによって、グレー画素H(i,j)を黒画素に変換する。このケースの量子化値Q(i,j)は0.0である。
 b.その値を0.5から1.0に増加することによって、グレー画素H(i,j)を白画素に変換する。このケースの量子化値Q(i,j)は1.0である。
2)Q(i,j)がP´(i,j)により近い場合、H(i,j)は0.0にセットされ、Q(i,j)=Q(i,j)となり、そうでない場合、H(i,j)は1.0にセットされ、Q(i,j)=Q(i,j)となる。この基準を使用して、変形画素値に基づき、量子化セットから量子化値の選択が行われる。
3)P´(i,j)−Q(i,j)間の差として誤差値E(i,j)を算出する。
4)原画像の未処理入力画素P(i,j)の1つまたはそれ以上を、例えば「FloydおよびSteinberg」誤差拡散加重を用いて、端数が合計して1.0になるようにそれらの値に誤差E(i,j)の端数を加算することによって変形する。
The processing of pixel P '(i, j) at position (i, j) comprises the following steps, also shown in FIG.
1) Determine a quantization set consisting of two possible quantization values Q 1 (i, j) and Q 2 (i, j) corresponding to the next available different case.
a. The gray pixel H (i, j) is converted to a black pixel by reducing the preset halftone value H (i, j) from 0.5 to 0.0. The quantization value Q 1 (i, j) in this case is 0.0.
b. By increasing the value from 0.5 to 1.0, the gray pixels H (i, j) are converted to white pixels. The quantization value Q 2 (i, j) in this case is 1.0.
2) If Q 1 (i, j) is closer to P ′ (i, j), H (i, j) is set to 0.0 and Q (i, j) = Q 1 (i, j) Otherwise, H (i, j) is set to 1.0 and Q (i, j) = Q 2 (i, j). Using this criterion, a selection of a quantization value from a quantization set is made based on the transformed pixel value.
3) Calculate an error value E (i, j) as a difference between P '(i, j) -Q (i, j).
4) One or more of the raw input pixels P (i, j) of the original image are summed up to a total of 1.0 using, for example, "Floyd and Steinberg" error diffusion weighting. It is deformed by adding a fraction of the error E (i, j) to the value.

サブドット位相変調を伴う誤差拡散
一般的実施形態
 標準誤差拡散の前の説明を基礎として使用して、本発明の第1の可能な実施形態を今から説明する。
Error diffusion with subdot phase modulation
General Embodiment A first possible embodiment of the invention will now be described using the previous description of standard error diffusion as a basis.

 標準誤差拡散の場合と全く同様に、画像の処理は、画像を1行づつ、かつ1画素づつ処理することから成る。1行内の画素の処理の順序は、左から右、右から左、または好ましくは千鳥状走査に従うことができる。 Just as in the case of standard error diffusion, processing an image consists of processing the image line by line and pixel by pixel. The order of processing of the pixels in a row can follow a left-to-right, right-to-left, or preferably staggered scan.

 新しい方法の1つの際立った特徴は、位置(i,j)での「量子化ステップ」中に、単に画素H(i,j)の値だけでなく、位置(i,j)の周囲の隣接画素H(x,y)のクラスタの値を変化させることができることである。そのようなクラスタは画素の正方形、長方形、または円形配列から構成することができ、あるいは任意の形状を持つことができる。隣接画素のクラスタは、「インクスポット」を表す暗値を持つことができ、あるいは「インク抜け」を表す明値を持つことができる。クラスタは固定数または可変数の画素(最終的に1個の画素を含む)を含むことができるが、それらの少なくとも1つは、2個以上の画素を含まなければならない。本発明に係る方法では、出力画像の2個以上の画素に対応する領域の濃度値の変化、およびクラスタの前画像処理ステップで配置されたクラスタとの重なりを考慮に入れて、2つの選択肢(すなわち暗画素または明画素のクラスタの配置)の量子化値を含む量子化セットを評価する。変形画素値P´(i,j)に最も密接に近似する1つの選択量子化を選択し、画素の重なりを考慮して適切な量子化誤差を算出し、この誤差値を少なくとも1つの他の入力画素に分布する。 One salient feature of the new method is that during the "quantization step" at location (i, j), not only the value of pixel H (i, j) but also the neighborhood around location (i, j) That is, the value of the cluster of the pixel H (x, y) can be changed. Such clusters can be composed of a square, rectangular, or circular array of pixels, or can have any shape. A cluster of adjacent pixels can have a dark value representing "ink spot" or a bright value representing "ink missing". A cluster can include a fixed or variable number of pixels (which ultimately includes one pixel), but at least one of them must include two or more pixels. In the method according to the present invention, taking into account the change in the density value of the area corresponding to two or more pixels of the output image and the overlap of the cluster with the cluster arranged in the previous image processing step, two options ( That is, a quantization set including a quantization value of a dark pixel or a bright pixel cluster arrangement is evaluated. One selected quantization that most closely approximates the modified pixel value P ′ (i, j) is selected, an appropriate quantization error is calculated in consideration of pixel overlap, and this error value is converted into at least one other quantization value. Distributed to input pixels.

 2つの選択肢(すなわち暗画素または明画素のクラスタの配置)の一方を選択する決定プロセスでは、隣接画素の配置クラスタの画素と一致する領域の出力画像の濃度値の変化だけでなく、おそらくその配置によって影響を受けるクラスタの周囲領域も考慮されることに特に触れておく。 The decision process of choosing one of the two alternatives (ie, the arrangement of the dark or bright pixel clusters) involves not only the change in the density value of the output image in the area that coincides with the pixels of the adjacent pixel arrangement cluster, but also possibly its arrangement. It is especially noted that the surrounding area of the cluster affected by is also taken into account.

 標準誤差拡散の先の説明における表記法、記号、および慣例を使用して、本発明は今、図20にも要約した以下の作業順序によって一般的に説明することができる。 Using the notation, symbols and conventions in the previous description of standard error diffusion, the present invention can now be generally described by the following sequence of operations, also summarized in FIG.

 入力画素位置P´(i,j)の網点の処理は以下のステップから成る。
1)次の区別できる利用可能なケースに対応する量子化セットの2つの可能な量子化値Q(i,j)およびQ(i,j)を決定する。
a.黒画素のクラスタを配置する。その場合の量子化値Q(i,j)は0.5−r*0.5−s*1.0に対応し、ここで「r」は0.5から0.0に変換される位置の個数に対応し、「s」は、黒画素のこのクラスタを配置することによって白(1.0)から0.0に変化する画素の個数に対応する。前ステップで黒になった画素を再び黒にすることができるが、そのような画素は、グレーから黒への画素の変換の「二重計数」を回避するために「r」の決定には計数されない。
b.白画素のクラスタを配置する。その場合の量子化値Q(i,j)は0.5+t*0.5+u*1.0に対応し、ここで「t」は0.5から1.0に変換される位置の個数に対応し、「u」は黒(0.0)から白(1.0)に変化する位置の個数に対応する。前ステップで白になった画素を再び白にすることができるが、そのような画素は、グレーから白への画素の変換の「二重計数」を回避するために「t」の決定には計数されない。
The processing of the halftone dot at the input pixel position P '(i, j) includes the following steps.
1) Determine two possible quantization values Q 1 (i, j) and Q 2 (i, j) of the quantization set corresponding to the next distinguishable available case.
a. A cluster of black pixels is arranged. The quantized value Q 1 (i, j) in that case corresponds to 0.5−r * 0.5−s * 1.0, where “r” is converted from 0.5 to 0.0 Corresponding to the number of positions, "s" corresponds to the number of pixels that change from white (1.0) to 0.0 by placing this cluster of black pixels. The pixels that went black in the previous step can be turned black again, but such pixels are used in the determination of “r” to avoid the “double counting” of the gray-to-black pixel conversion. Not counted.
b. A cluster of white pixels is arranged. The quantized value Q 2 (i, j) in that case corresponds to 0.5 + t * 0.5 + u * 1.0, where “t” is the number of positions converted from 0.5 to 1.0. Correspondingly, “u” corresponds to the number of positions that change from black (0.0) to white (1.0). Pixels that were white in the previous step can be whitened again, but such pixels are not included in the determination of “t” to avoid the “double counting” of gray-to-white pixel conversions. Not counted.

 2つの区別できるケースの出力画像の領域の濃度値の変化が考慮される。
2)量子化値を選択する。Q(i,j)がP´(i,j)により近い場合、位置(i,j)を中心とする出力画素H(i+x,j+y)のクラスタは0.0(黒)にセットされ、Q(i,j)=Q(i,j)となる。そうでない場合、出力画素H(i+x,j+y)のクラスタは1.0(白)にセットされ、Q(i,j)=Q(i,j)となる。
3)P´(i,j)−Q(i,j)間の差として誤差値E(i,j)を算出する。
4)原画像の未処理入力画素P´(i,j)の1つまたはそれ以上を、端数が合計して1.0になるようにそれらの値に誤差E(i,j)の端数を加算することによって変形する。
Changes in the density values of the regions of the output image in two distinct cases are taken into account.
2) Select a quantization value. If Q 1 (i, j) is closer to P ′ (i, j), the cluster of output pixels H (i + x, j + y) centered at position (i, j) is set to 0.0 (black), Q (i, j) = Q 1 (i, j). Otherwise, the cluster of output pixels H (i + x, j + y) is set to 1.0 (white), and Q (i, j) = Q 2 (i, j).
3) Calculate an error value E (i, j) as a difference between P '(i, j) -Q (i, j).
4) One or more of the unprocessed input pixels P '(i, j) of the original image are added to the values of the error E (i, j) so that the sum of the fractions becomes 1.0. Deform by adding.

 アルゴリズムを詳述した今、本発明の目的がなぜ、どのように達成されるかを説明することができる。 Now that the algorithm has been detailed, it is possible to explain why and how the objects of the present invention are achieved.

 最初の観察は、誤差拡散の新しい方法が、描画装置のアドレス指定可能なグリッドの1画素より実質的に大きい網点の生成を可能にし、この拡大が周波数変調ハーフトーンの印刷適性を改善する目的を達成するということである。 The first observation is that a new method of error diffusion allows the generation of halftone dots that are substantially larger than one pixel of the addressable grid of the drawing device, and this enlargement improves the printability of the frequency-modulated halftone. That is to achieve.

 また、新しい方法における網点の位置が、網点のサイズより実質的に小さい増分により制御されることも明らかであり、それは網点を画素グリッドの任意の位置に配置することを可能にする。網点の位相に対する改善された制御は、それがなければ合理的階調値付近の邪魔なアーチファクトの原因である空間丸め効果を抑制する我々の目的の達成を、アルゴリズムへの雑音の導入無しに、可能にする。 It is also clear that the location of the dots in the new method is controlled by increments that are substantially smaller than the size of the dots, which makes it possible to place the dots anywhere on the pixel grid. Improved control over the phase of the halftone dot would achieve our goal of suppressing spatial rounding effects otherwise causing disturbing artifacts near reasonable tone values, without introducing noise into the algorithm. ,enable.

 サブドット位相変調により単一分解内でもっと多くの位置を網点に利用可能になるので、カラー印刷における異なる分解の網点の相対位置に関連する問題を回避するために、より多くの制御も可能になる。 Since subdot phase modulation makes more positions available to the dots within a single separation, more control is also needed to avoid the problems associated with the relative positions of the different separation dots in color printing. Will be possible.

 網点位置が位相相関する傾向がある場合でも、サブドット位相変調無しの場合より小さい量のランダム性をアルゴリズムに導入することにより、この相関性を解消することができる。 で も Even when the dot positions tend to be phase-correlated, this correlation can be eliminated by introducing a smaller amount of randomness into the algorithm than without sub-dot phase modulation.

 これらの観察は、周波数変調ハーフトーニングを伴うカラー印刷用途の場合、新しい方法がカラーバランスの安定性および予測可能性を改善し、不快な量の粒状性を画像に導入することなく低周波アーチファクトの発生を回避するという表明を支持する。 These observations indicate that for color printing applications with frequency-modulated halftoning, the new method improves the stability and predictability of the color balance and introduces low-frequency artifacts without introducing an unpleasant amount of graininess into the image. We support the statement of avoidance.

 しかし、白および黒クラスタの配置はさらなる規則によって制約される。これは、クラスタを配置する全てのケースが可能または利用可能とは限らないことを意味する。全ての量子化値が算出されるわけではない。 However, the placement of white and black clusters is constrained by additional rules. This means that not all cases of placing a cluster are possible or available. Not all quantized values are calculated.

第1の特定的実施形態:「白」クラスタは「黒」クラスタに重ね刷りできない
 第1の典型的かつ代表的な特定的実施形態では、所定の処理ステップでクラスタの画素が前の処理ステップで配置されたクラスタの画素をどのように変更することができるかの規則に制約が加えられる。例えば、前に白になった画素がその色を次の処理ステップで黒に変化させることができるが、その逆はできないと言明することができる。この規則は、ひとたびインクが白い用紙上に配置されると、これはもう元に戻すことができないが、前に印刷されたインクスポットと部分的に重なるインクスポットの印刷は完全に可能であるという直観的概念に対応する。
First specific embodiment: "white" clusters cannot be overprinted with "black" clusters In a first exemplary and representative specific embodiment, in a given processing step the pixels of the cluster are Constraints are placed on the rules for how the pixels of a placed cluster can be changed. For example, it can be stated that a previously white pixel can change its color to black in the next processing step, but not vice versa. This rule states that once ink is placed on white paper, it can no longer be undone, but it is completely possible to print ink spots that partially overlap previously printed ink spots. Corresponds to intuitive concepts.

 この実施形態における画素位置P´(i,j)の網点の処理は、以下のステップから成る。
1)次の区別できるケースに対応する2つの可能な量子化値Q(i,j)およびQ(i,j)の量子化セットを決定する。
a.黒画素のクラスタを配置する。その場合の量子化値Q(i,j)は0.5−r*0.5−s*1.0に対応し、ここで「r」は0.5から0.0に変換される位置の個数に対応し、「s」は、黒画素のこのクラスタを配置することによって白(1.0)から0.0に変化する画素の個数に対応する。前ステップで黒になった画素を再び黒にすることができるが、そのような画素は、グレーから黒への画素の変換の「二重計数」を回避するために「r」の決定には計数されない。
b.白画素のクラスタを配置する。その場合の量子化値Q(i,j)は0.5+t*0.5に対応し、ここで「t」は0.5から1.0に変換される位置の個数に対応する。この計数の仕方は、黒画素H(x,y)=0.0が白H(x,y)=1.0に再び変化できないという想定を反映する。
2)量子化値を選択する。Q(i,j)がP´(i,j)により近い場合、位置(i,j)を中心とする出力画素H(i+x,j+y)のクラスタは0.0(黒)にセットされ、Q(i,j)=Q(i,j)となる。そうでない場合、画素H(i+x,j+y)のクラスタは1.0(白)にセットされ、Q(i,j)=Q(i,j)となる。
3)P´(i,j)−Q(i,j)間の差として誤差値E(i,j)を算出する。
4)原画像の未処理入力画素P(i,j)の1つまたはそれ以上を、端数が合計して1.0になるようにそれらに誤差値E(i,j)の端数を加算することによって変形して、変形画素値を得る。
The processing of the halftone dot at the pixel position P ′ (i, j) in this embodiment includes the following steps.
1) Determine a quantization set of two possible quantization values Q 1 (i, j) and Q 2 (i, j) corresponding to the next distinguishable case.
a. A cluster of black pixels is arranged. The quantized value Q 1 (i, j) in that case corresponds to 0.5−r * 0.5−s * 1.0, where “r” is converted from 0.5 to 0.0 Corresponding to the number of positions, "s" corresponds to the number of pixels that change from white (1.0) to 0.0 by placing this cluster of black pixels. The pixels that went black in the previous step can be turned black again, but such pixels are used in the determination of “r” to avoid the “double counting” of the gray-to-black pixel conversion. Not counted.
b. A cluster of white pixels is arranged. The quantized value Q 2 (i, j) in that case corresponds to 0.5 + t * 0.5, where “t” corresponds to the number of positions converted from 0.5 to 1.0. This counting scheme reflects the assumption that black pixel H (x, y) = 0.0 cannot change again to white H (x, y) = 1.0.
2) Select a quantization value. If Q 1 (i, j) is closer to P ′ (i, j), the cluster of output pixels H (i + x, j + y) centered at position (i, j) is set to 0.0 (black), Q (i, j) = Q 1 (i, j). Otherwise, the cluster of pixel H (i + x, j + y) is set to 1.0 (white), and Q (i, j) = Q 2 (i, j).
3) Calculate an error value E (i, j) as a difference between P '(i, j) -Q (i, j).
4) Add a fraction of the error value E (i, j) to one or more of the raw input pixels P (i, j) of the original image so that the fractions add up to 1.0. To obtain a modified pixel value.

 図21は、上記の実施形態で量子化の原理を実証するために使用したい多数の代表的ケースを示す。全ての可能なケースが示されているわけではなく、示されているものは必ずしも原画像と同じ階調値に一致しない。代替的ケースおよび状況が同じ原理を使用して容易に導出されることが明らかになるだろう。 FIG. 21 shows a number of representative cases that we want to use to demonstrate the principle of quantization in the above embodiment. Not all possible cases are shown, and what is shown does not necessarily correspond to the same tone values as the original image. It will be clear that alternative cases and situations are easily derived using the same principles.

 図21の黒および白どちらの網点もサイズは、2×2の画素クラスタと想定されている。処理は左から右へ行われる。図面の位置(i,j)は、2×2の網点クラスタの上左位置に対応する。正方形内の番号は量子化ステップ前の値H(x,y)を表す。第1の量子化オプションQ1(i,j)は常に黒網点の配置に対応し、第2の量子化オプションQ2(i,j)は白網点の配置に対応する。黒画素は二度と白にすることができないと想定する。前に説明した通り、Q1(i,j)およびQ2(i,j)を算出する目的は、2つの値のうちのどちらが変形画素値P´(i,j)に最も密接に近似するかを決定することであり、その後H(x、y)の値が最終的に決定され、量子化誤差が算出され、1つまたはそれ以上の未処理画素に拡散される。今から図20Aないし20Gの利用可能な様々なケースについて考察する。 も Both the black and white halftone dots in FIG. 21 are assumed to be 2 × 2 pixel clusters. Processing is performed from left to right. The position (i, j) in the drawing corresponds to the upper left position of the 2 × 2 halftone cluster. The numbers in the squares represent the values H (x, y) before the quantization step. The first quantization option Q1 (i, j) always corresponds to the arrangement of black dots, and the second quantization option Q2 (i, j) corresponds to the arrangement of white dots. Assume that black pixels can never be white again. As described above, the purpose of calculating Q1 (i, j) and Q2 (i, j) is to determine which of the two values most closely approximates the modified pixel value P ′ (i, j). A determination, after which the value of H (x, y) is finally determined, a quantization error is calculated and diffused to one or more unprocessed pixels. Consider now the various available cases of FIGS. 20A-20G.

ケース1:量子化ステップ前のH(x,y)の値は全て0.5である。Q1(i,j)は、このオプションでは4個のグレー画素の値がグレーから黒に低減するので、0.5−4*0.5=−1.5である。Q2(i,j)の量子化値は、このオプションでは4個のグレー画素の値がグレーから白に増加するので、0.5+4*0.5=2.5である。 Case 1: The values of H (x, y) before the quantization step are all 0.5. Q1 (i, j) is 0.5-4 * 0.5 = -1.5 because this option reduces the value of four gray pixels from gray to black. The quantized value of Q2 (i, j) is 0.5 + 4 * 0.5 = 2.5 because in this option the values of the four gray pixels increase from gray to white.

ケース2:量子化前のH(x,y)の値の2つが1.0であり、他の2つが0.5である。Q1(i,j)は、このオプションでは2個のグレー画素の値がグレーから黒に低減し、2個の白画素の値も黒に低減するので、0.5−2*0.5−2*1.0=−2.5である。Q2(i,j)の量子化値は、2個の画素の値がグレーから白に増加し、他の2個の画素の値はすでに1.0の値であったため変わらないので、0.5+2*0.5=1.5である。それらのグレーから白への値の増加は、前の処理ステップですでに考慮されており、このステップではもうそれ以上考慮する必要が無い。 Case 2: Two of the values of H (x, y) before quantization are 1.0, and the other two are 0.5. Q1 (i, j) is 0.5-2 * 0.5- because this option reduces the values of the two gray pixels from gray to black and also reduces the values of the two white pixels to black. 2 * 1.0 = -2.5. The quantized value of Q2 (i, j) does not change because the value of two pixels increases from gray to white and the value of the other two pixels is already 1.0, so that the value of. 5 + 2 * 0.5 = 1.5. Their increase from gray to white has already been taken into account in the previous processing step, and no further consideration is needed in this step.

ケース3:量子化前のH(x,y)の値の2つが0.0であり、他の2つが0.5である。Q1(i,j)は、2個のグレー画素の値がグレーから黒に低減し、2個の黒画素の値は変わらず、それらの0.5から0.0への値の低下は前の処理ステップで考慮されているので、0.5−2*0.5=−0.5である。Q2(i,j)の量子化値は、2個の画素がグレーから白に変換され、2個の黒画素は白画素に重ね書きできないのでそれらの値は変化しないので、0.5+2*0.5=1.5である。これらの値の0.5から0.0への低減は、前の処理ステップですでに考慮されており、このステップではもう考慮する必要が無い。 Case 3: Two of the values of H (x, y) before quantization are 0.0, and the other two are 0.5. Q1 (i, j) indicates that the values of the two gray pixels have been reduced from gray to black, the values of the two black pixels have not changed, and their value has decreased from 0.5 to 0.0. 0.5-2 * 0.5 = -0.5. The quantized value of Q2 (i, j) is 0.5 + 2 * 0 because two pixels are converted from gray to white and two black pixels cannot be overwritten on white pixels and their values do not change. .5 = 1.5. The reduction of these values from 0.5 to 0.0 has already been taken into account in the previous processing step and need not be considered any more in this step.

ケース4:量子化前のH(x,y)の値の1つが1.0であり、他の3つが0.5である。Q1(i,j)は、このオプションでは3個のグレー画素の値が黒に低減し、1個の白画素の値が黒に低減するので、0.5−3*0.5−1*1.0=−2.0である。Q2(i,j)の量子化値は、3個の画素の値がグレーから白に増加し、すでに白であった1個の画素の値は変化しないので、0.5+3*0.5=2.0である。0.5から1.0へのその増加は前の処理ステップで考慮されており、このステップではもう考慮する必要が無い。 Case 4: One of the values of H (x, y) before quantization is 1.0, and the other three are 0.5. Q1 (i, j) is 0.5-3 * 0.5-1 * because this option reduces the value of three gray pixels to black and the value of one white pixel to black. 1.0 = −2.0. The quantized value of Q2 (i, j) is 0.5 + 3 * 0.5 = 0.5 + 3 * 0.5 since the value of three pixels increases from gray to white and the value of one pixel that was already white does not change. 2.0. Its increase from 0.5 to 1.0 was taken into account in the previous processing step, which need not be considered anymore in this step.

ケース5:量子化前のH(x,y)の値の2つが0.0であり、1つが0.5であり、第4の値が1.0である。Q1(i,j)は、このオプションでは1個のグレー画素の値が黒に低減し、1個の白画素の値が黒に低減するので、0.5−1*0.5−1*1.0=−1.0である。他の2つの画素は、すでに黒になっているので変化せず、0.5から0.0へのそれらの値の低減は、前の処理ステップで考慮されている。Q2(i,j)の量子化値は0.5+1*0.5=1.0である。2個の黒画素は白画素を重ね書きできないので、それらの値は維持され、グレーから黒へのそれらの値の低減は前の処理ステップですでに考慮されており、このステップでそれ以上考慮する必要が無い。1個の画素はグレーから白へ変換され、さらに別の1個は、すでに白になっており、この処理ステップでQ2(i,j)にもはや寄与しないので、変化しない。 Case 5: Two of the values of H (x, y) before quantization are 0.0, one is 0.5, and the fourth value is 1.0. Q1 (i, j) is 0.5-1 * 0.5-1 * because this option reduces the value of one gray pixel to black and the value of one white pixel to black. 1.0 = −1.0. The other two pixels do not change because they are already black, and their reduction from 0.5 to 0.0 has been taken into account in a previous processing step. The quantization value of Q2 (i, j) is 0.5 + 1 * 0.5 = 1.0. Since the two black pixels cannot overwrite the white pixels, their values are preserved and the reduction of their values from gray to black has already been taken into account in the previous processing step and is taken into account further in this step No need to do. One pixel is converted from gray to white and another remains unchanged because it is already white and no longer contributes to Q2 (i, j) in this processing step.

ケース6:量子化前のH(x,y)の値の1つが1.0であり、1つが0.0であり、残りの2つが0.5である。Q1(i,j)は、このオプションでは2個のグレー画素の値が黒に低減し、1個の白画素の値が黒に低減し、他の1個の黒画素の値は変化しないので、0.5−2*0.5−1*1.0=−1.5である。Q2(i,j)の量子化値は、2個の画素の値がグレーから白に増加し、他の2個の画素の値は変化しないので、0.5+2*0.5=1.5である。 Case 6: One of the values of H (x, y) before quantization is 1.0, one is 0.0, and the other two are 0.5. Q1 (i, j) is determined by this option because the value of two gray pixels is reduced to black, the value of one white pixel is reduced to black, and the value of the other black pixel remains unchanged. , 0.5-2 * 0.5-1 * 1.0 = -1.5. The quantization value of Q2 (i, j) is 0.5 + 2 * 0.5 = 1.5 because the value of two pixels increases from gray to white and the value of the other two pixels does not change. It is.

ケース7:量子化前のH(x,y)の値の2つが1.0であり、1つが0.0であり、残りが0.5である。Q1(i,j)は、このオプションでは1個のグレー画素の値が黒に低減し、2個の白画素の値が黒に低減し、他の1個の黒画素の値は変化しないので、0.5−1*0.5−2*1.0=−2.0である。Q2(i,j)の量子化値は、1個だけの画素の値がグレーから白に増加し、他の3個の画素値は、すでに白であったため、またはそれらが前に黒になっており白に戻ることができないために変化しないので、0.5+1*0.5=1.0である。 Case 7: Two of the values of H (x, y) before quantization are 1.0, one is 0.0, and the other is 0.5. Q1 (i, j) is because this option reduces the value of one gray pixel to black, the value of two white pixels to black, and the value of the other black pixel does not change. , 0.5-1 * 0.5-2 * 1.0 = -2.0. The quantized value of Q2 (i, j) is that the value of only one pixel has increased from gray to white and the other three pixel values have already been white or they have been previously black. 0.5 + 1 * 0.5 = 1.0, since there is no change because it cannot return to white.

第2の特定的実施形態:「白」クラスタが1画素のサイズを有する
 他の1つの典型的かつ代表的な実施形態では、黒クラスタが固定の長方形サイズを持ち、相互にまたは白スペースに重ね刷りができる一方、白「クラスタ」は1個だけの画素から成り、黒画素の上に重ね刷りできない。
Second specific embodiment: In another exemplary and representative embodiment where the "white" cluster has a size of one pixel , the black clusters have a fixed rectangular size and overlap each other or white space. While printing is possible, white "clusters" consist of only one pixel and cannot be overprinted on black pixels.

 黒網点のサイズはn×m画素であると想定する。 Assume that the size of the black halftone dot is n × m pixels.

 処理が左から右に行われる場合、網点は左上の画素(i,j)によって参照され、位置(i,j)に網点を配置すると、0≦x<mおよび0≦y<nで画素値H(i+x,j+y)は0.0(黒)になる。 If the processing is performed from left to right, the halftone dot is referenced by the upper left pixel (i, j), and if the halftone dot is placed at the position (i, j), 0 ≦ x <m and 0 ≦ y <n The pixel value H (i + x, j + y) becomes 0.0 (black).

 処理が右から左に行われる場合、網点は右上の画素(i,j)によって参照され、位置(i,j)に網点を配置すると、−m<x≦0および0≦y<nで出力画素値H(i+x,j+y)は0.0(黒)になる。 When the processing is performed from right to left, the halftone dot is referred to by the upper right pixel (i, j). , The output pixel value H (i + x, j + y) becomes 0.0 (black).

 その場合、変形画素P´(i,j)の処理は以下のステップから成る。
1)次の区別できるケースに対応する2つの可能な量子化値Q(i,j)およびQ(i,j)の量子化セットを決定する。
a.黒網点を配置する。その場合の量子化値Q(i,j)は0.5−f*0.5に対応し、ここでfは網点を配置することによって0.5から0.0に変換される位置の個数に対応する。前の処理ステップの結果すでに0.0の値になっている位置は、グレーから黒への画素の変換の「二重計数」を回避するために、Q(i,j)の決定には計数されない。
b.白網点を配置する。H(i,j)の値によって、以下の2つのケースが認識される。  i.H(i,j)がまだ0.5の事前設定値であった。その場合、H(i,j)は0.5から1.0に変換されて白(1.0)画素になり、Q(i,j) は、その画素のグレーから白への変換を反映して1.0(白)になる。
  ii.あるいはH(i,j)は前の処理ステップで黒網点の配置の結果すでに0.0にセットされた。黒画素は二度と白画素にすることができないので、H(i,j)の値は0.0のままであり、Q(i,j)は、位置(i,j)におけるH(i,j)の値が位置(i,j)の画素の処理で変わらなかったことを反映して、0.5にセットされる。
2)Q(i,j)がP´(i,j)により近い場合、位置(i,j)の網点の画素H(i+x,j+y)は全て0.0にセットされ、Q(i,j)=Q(i,j)となり、そうでない場合、Q(i,j)=Q(i,j)となり、H(i,j)は、ケース1bについて説明したケース(i)または(ii)に対応する2つの値を取ることができる。
3)P´(i,j)−Q(i,j)間の差として誤差値E(i,j)を算出する。
4)原画像の未処理入力画素P´(i,j)の1つまたはそれ以上を、端数が合計して1.0になるようにそれらの値に誤差E(i,j)の端数を加算することによって変形する。
In that case, the processing of the deformed pixel P ′ (i, j) includes the following steps.
1) Determine a quantization set of two possible quantization values Q 1 (i, j) and Q 2 (i, j) corresponding to the next distinguishable case.
a. Place black dots. The quantized value Q 1 (i, j) in that case corresponds to 0.5−f * 0.5, where f is the position converted from 0.5 to 0.0 by arranging halftone dots Corresponding to the number of Positions already at the value of 0.0 as a result of the previous processing step are used to determine Q 1 (i, j) in order to avoid the “double counting” of the gray-to-black pixel conversion. Not counted.
b. Place a white dot. The following two cases are recognized based on the value of H (i, j). i. H (i, j) was still the preset value of 0.5. In that case, H (i, j) is converted from 0.5 to 1.0 to a white (1.0) pixel, and Q 2 (i, j) is the gray to white conversion of that pixel. 1.0 (white) is reflected.
ii. Alternatively, H (i, j) has already been set to 0.0 as a result of the arrangement of black dots in the previous processing step. Since a black pixel cannot be a white pixel again, the value of H (i, j) remains 0.0 and Q 2 (i, j) is H (i, j) at position (i, j). The value of j) is set to 0.5, reflecting that the value of the pixel at the position (i, j) has not changed in the processing.
2) When Q 1 (i, j) is closer to P ′ (i, j), all the pixels H (i + x, j + y) of the halftone dot at the position (i, j) are set to 0.0, and Q (i , J) = Q 1 (i, j); otherwise, Q (i, j) = Q 2 (i, j), and H (i, j) is the case (i) described for case 1b. Alternatively, two values corresponding to (ii) can be taken.
3) Calculate an error value E (i, j) as a difference between P '(i, j) -Q (i, j).
4) One or more of the unprocessed input pixels P '(i, j) of the original image are added to the values of the error E (i, j) so that the sum of the fractions becomes 1.0. Deform by adding.

 この方法は、画素グリッド上の複数の画素から成る網点の位置の厳密な制御を可能にすることが明らかである。網点は、変換される入力画像を最適に表すように、画素グリッドの任意の位置に配置することができる。出力画像の領域の濃度値の変化が考慮される。 で Obviously, this method allows for precise control of the location of halftone dots consisting of multiple pixels on the pixel grid. The halftone dots can be located anywhere on the pixel grid to best represent the input image to be transformed. The change in the density value of the area of the output image is considered.

 本発明に係る方法の多数の基本的実施形態について説明したが、今度は、同様の原理を使用するが、画像品質をさらに改善する他の向上を追加的にもたらすさらにいっそう高度な概念について説明を続ける。 Having described a number of basic embodiments of the method according to the invention, we now turn to a more advanced concept that uses similar principles but additionally provides other enhancements that further improve image quality. to continue.

第3の特定的実施形態:可変網点サイズ
 既存の技術の考察で、適切な網点サイズの選択は妥協を表すことをすでに述べた。ハイライトおよびシャドー領域の粒状性は、より小さい網点で印刷することによって低減するが、コントラストおよびカラーバランスの不安定性は、より大きい網点を使用することから利益を得る。また、べたテキストおよびグラフィックスの輪郭がちょうど1画素の網点サイズにより得られることも示した。
Third Specific Embodiment: Variable Dot Size In consideration of existing technology, it has already been mentioned that the selection of an appropriate dot size represents a compromise. The graininess of highlight and shadow areas is reduced by printing with smaller dots, but the instability of contrast and color balance benefits from using larger dots. It has also been shown that solid text and graphics contours can be obtained with just one pixel dot size.

 以下では、第2境界階調値(SecondBorderToneValue)および第1境界階調値(FirstBorderToneValue)によって分離される3つの異なる階調範囲すなわち範囲1、範囲2、および範囲3に可変網点サイズを使用することを可能にする、サブドット位相変調方式の変形を提示する。したがって、3つの階調範囲は次の通りである。
−範囲1:[0.0,第1境界階調値]
−範囲2:[第1境界階調値,第2境界階調値]
−範囲3:[第2境界階調値,1.0]
In the following, variable dot sizes are used for three different grayscale ranges, Range1, Range2, and Range3, which are separated by a second bordertone value (SecondBorderToneValue) and a first bordertone value (FirstBorderToneValue). Presents a variant of the sub-dot phase modulation scheme, which enables Therefore, the three gradation ranges are as follows.
-Range 1: [0.0, first boundary tone value]
-Range 2: [first boundary gradation value, second boundary gradation value]
Range 3: [second boundary gradation value, 1.0]

 階調範囲の境界値の位置に応じて、境界階調値(BorderToneValue)に用語「シャドー境界」(Shadowborder)および「ハイライト境界」(HighlightBorder)を使用することができる。より一般的に言うと、クラスタサイズは、入力画素値に応じて調整することができる。 用語 Depending on the position of the boundary value of the gradation range, the terms “Shadow boundary” and “Highlight boundary” can be used for the boundary tone value (BorderToneValue). More generally, the cluster size can be adjusted according to the input pixel value.

 網点のサイズは、q>nおよびp>mとして、n×m画素またはq×pの2つのサイズの間で変化させることができると想定する。以下では、n≦h≦qおよびm≦w≦pとして、h×w画素のサイズの網点サイズをh×wと表す。 Assume that the size of the halftone dot can vary between two sizes of n × m pixels or q × p, where q> n and p> m. Hereinafter, the halftone dot size of h × w pixels is represented as h × w, where n ≦ h ≦ q and m ≦ w ≦ p.

 処理が左から右に行われる場合、網点は左上の画素(i,j)によって参照されると想定する。これが意味することは、位置(i,j)に網点を配置すると、0≦x<wおよび0≦y<hとして画素値H(i+x,j+y)に影響するということである。処理が右から左に行われる場合、網点は右上の画素(i,j)によって参照される。位置(i,j)に網点を配置すると、−w<x≦0および0≦y<hとして画素値H(i+x,j+y)に影響する。 If the processing is performed from left to right, assume that the halftone dot is referenced by the upper left pixel (i, j). This means that placing a halftone dot at the position (i, j) affects the pixel value H (i + x, j + y) as 0 ≦ x <w and 0 ≦ y <h. If the processing is performed from right to left, the halftone dot is referenced by the upper right pixel (i, j). Placing a halftone dot at the position (i, j) affects the pixel value H (i + x, j + y) as -w <x≤0 and 0≤y <h.

 先の説明における表記法、記号、および慣例を使用して、本発明の第3の実施形態は今、以下の作業順序によって説明することができる。 Using the notation, symbols and conventions in the preceding description, the third embodiment of the invention can now be described in the following order of operation.

 画素位置(i,j)の網点の処理は以下のステップから成る。
1.未変形画素値P(i,j)の関数として網点サイズを決定する。
  a.(P(i,j)<第1境界階調値)ならば、(網点サイズ(h,w)はh=qおよびw=pとなる)
  b.(第2境界階調値>=P(i,j)>=第1境界階調値)ならば、(網点サイズは、第1境界階調値におけるh=q、w=pから第2境界階調値におけるh=n、w=mまで比例して変化する)
  c.(P(i,j)>第2境界階調値)ならば、(網点サイズ(h,w)はh=nおよびw=mとなる)
2.網点を配置するか否かの区別できるケースに対応する2つの可能な量子化値Q(i,j)およびQ(i,j)を決定し、誤差を算出し、未処理画素を誤差の量により変形するステップは、可変網点サイズ無しの場合に上述したのと全く同じである。
The processing of the halftone dot at the pixel position (i, j) comprises the following steps.
1. The halftone dot size is determined as a function of the unmodified pixel value P (i, j).
a. If (P (i, j) <first boundary tone value), (dot size (h, w) is h = q and w = p)
b. If (second boundary gradation value> = P (i, j)> = first boundary gradation value), then (the halftone dot size is the second boundary gradation value from h = q and w = p in the first boundary gradation value). (It changes in proportion to h = n and w = m at the boundary gradation value.)
c. If (P (i, j)> second boundary tone value), (dot size (h, w) is h = n and w = m)
2. The two possible quantized values Q 1 (i, j) and Q 2 (i, j) corresponding to the case where the halftone dots can be distinguished or not are determined, the error is calculated, and the unprocessed pixels are determined. The step of deforming according to the amount of error is exactly the same as described above when there is no variable halftone dot size.

 上の例は3つの部分範囲に分割された階調範囲の場合について挙げたが、同原理は、階調範囲を任意の数の部分範囲に分割するのに使用できることが、当業者には明白であろう。さらに別の実施形態では、1つの網点サイズから別のサイズへの遷移は固定階調値では発生せず、むしろ1範囲の階調値全体にわたって拡散する。この効果は例えば、P(i,j)および小さい乱数の和に基づいて網点サイズを決定することによって得られる。乱数の加算により、1つの網点サイズから別のサイズへの遷移がわずかに高いかまたは低い階調値で無作為に発生し、1つの網点サイズから別のサイズへの遷移を1範囲の階調値全体に拡散する所望の効果が得られる。 Although the above example has been described for the case of a tone range divided into three sub-ranges, it will be apparent to those skilled in the art that the same principles can be used to divide the tone range into any number of sub-ranges. Will. In yet another embodiment, the transition from one dot size to another does not occur at a fixed tone value, but rather spreads over a range of tone values. This effect can be obtained, for example, by determining the dot size based on the sum of P (i, j) and a small random number. With the addition of random numbers, the transition from one dot size to another occurs randomly at slightly higher or lower grayscale values, and the transition from one dot size to another size is A desired effect of diffusing the entire gradation value is obtained.

 また、低または高強度画像領域に網点分布変更ステップを含めることも可能である。上の実施形態は、1画素のクラスタサイズでべたテキストおよび線画を描画して、それらの輪郭が全解像度で描画されるようにするために使用することもできる。これは、入力値が最小または最大可能な入力値である場合、画素の出力値を対応する最小または最大出力値に設定することによって行うことができる。 It is also possible to include a dot distribution changing step in the low or high intensity image area. The above embodiment can also be used to draw solid text and line art at one pixel cluster size so that their outlines are drawn at full resolution. This can be done by setting the pixel output value to the corresponding minimum or maximum output value if the input value is the minimum or maximum possible input value.

 上の実施形態のさらに別の変形は、テクスチャまたは被写体の境界など高度の局所的コントラストを含む画像領域のレンダリングのために、程度の局所的コントラストを含む画像領域の場合より少数の画素から成る網点を使用する。 Yet another variation of the above embodiment is a network of fewer pixels than for an image region containing a degree of local contrast, for rendering image regions containing a high degree of local contrast, such as textures or subject boundaries. Use points.

 これを発生させるために、未変形画素は、低い局所的コントラスト、中間の局所的コントラスト、または高い局所的コントラストを含む領域に属すると分類される。画素がどのカテゴリに属するかによって、大きい、中間の、または小さい網点サイズが生成される。局所的コントラストの量の分類は、未変形画素P(i,j)の周囲の領域の未変形画素値の変化量の測定に基づく。簡素化された方法は単に、未変形画素P(i,j)の周囲の領域の最小と最大の未変形画素値間の差を使用するだけである。局所的近傍のヒストグラムの分析に依存する、より洗練された方法は、局所的コントラストの程度を量子化し、局所的網点サイズを制御することが可能である。 To cause this, the undeformed pixels are classified as belonging to regions containing low local contrast, medium local contrast, or high local contrast. Depending on which category the pixel belongs to, a large, medium or small dot size is generated. The classification of the amount of local contrast is based on the measurement of the amount of change in the undeformed pixel value in the area around the undeformed pixel P (i, j). The simplified method simply uses the difference between the minimum and maximum undeformed pixel values of the area around the undeformed pixel P (i, j). A more sophisticated method that relies on the analysis of local neighborhood histograms can quantify the degree of local contrast and control the local dot size.

第4の特定的実施形態:サブドット位相変調を伴うマルチレベル誤差拡散
 マルチレベル周波数変調は、ハーフトーニング処理済み画素が3つ以上の量子化値を持つことのできるプロセスと定義される。ディスプレイおよび特定のインクジェット印刷プロセスなどの特定の再生プロセスは、各々の個別色料に対し複数の濃度レベルを再生することができる。インクジェット印刷では、この能力は、液滴のサイズの変調、様々なインクによるインクの選択、または両方の組合せに依存する。
Fourth specific embodiment: Multi-level error diffusion with sub-dot phase modulation Multi-level frequency modulation is defined as a process by which a halftoned pixel can have more than two quantization values. Certain reproduction processes, such as displays and certain inkjet printing processes, can reproduce multiple density levels for each individual colorant. In inkjet printing, this ability depends on modulation of the size of the droplets, choice of inks with different inks, or a combination of both.

 本発明に係るハーフトーニング方法はまた、マルチレベルハーフトーニングプロセスにも有効である。Nレベル(2レベルとは対照的に)のマルチレベル周波数変調の場合、前の実施形態のいずれかで定義した量子化選択肢の数は単純に2(黒画素のクラスタを配置するか否か)からNまで増加する。 ハ ー フ The halftoning method according to the present invention is also effective for a multilevel halftoning process. For N-level (as opposed to two-level) multi-level frequency modulation, the number of quantization options defined in any of the previous embodiments is simply two (whether to place clusters of black pixels or not). To N.

 これを代表例によって説明する。可能な量子化値が1セット(0.00、0.25、0.50、0.75、および1.00)に対応すると想像する。 This will be explained with a representative example. Imagine that the possible quantization values correspond to one set (0.00, 0.25, 0.50, 0.75, and 1.00).

 各画素クラスタに対して、量子化値を決定しなければならず、その値は次いで各画素に割り当てられる。この割当はこれらの画素の濃度値を変化させる。所定の画素が依然としてその初期値の0.5であったと仮定すると、マルチレベルハーフトーニングプロセスに対して次の濃度値の変化が可能である。
− 0.5から0へ=−0.5
− 0.5から0.25へ=−0.25
− 変化無し=0
− 0.5から0.75へ=+0.25
− 0.5から1へ=+0.5
For each pixel cluster, a quantization value must be determined, which value is then assigned to each pixel. This assignment changes the density values of these pixels. Assuming that a given pixel is still at its initial value of 0.5, the next density value change is possible for the multi-level halftoning process.
−0.5 to 0 = −0.5
−0.5 to 0.25 = −0.25
-No change = 0
−0.5 to 0.75 = + 0.25
−0.5 to 1 = + 0.5

 網点の全ての画素に対応する濃度の全変化は容易に算出され、未処理画素に拡散される誤差を算出するための基礎として役立つ。 全 The total change in density corresponding to all pixels in the halftone dot is easily calculated and serves as a basis for calculating the error diffused to the unprocessed pixels.

 2値ハーフトーニングの場合と全く同様に、画素の値をその前の値の関数としてどのように変化させるかに関して、特定の規則および制約を適用することができる。例えば、Koen Vande Veldeは、欧州特許出願EP1239660「adequate quantization in multilevel halftoning」で可能な出力値に制約を伴う単色的方法を記載している。制約は、画素の入力値とマルチレベル出力画素の濃度との間の可能な差を制限することによって、著しく逸脱する濃度の網点を回避するために適用される。 Just as in the case of binary halftoning, certain rules and constraints can be applied on how to change the value of a pixel as a function of its previous value. For example, Koen Vande Velde describes a monochromatic method with restrictions on the possible output values in the European patent application EP 1 239 660 "adequate quantification in multilevel halftoning". Constraints are applied to avoid significant deviations in halftone dots by limiting the possible difference between the input value of the pixel and the density of the multi-level output pixel.

 また、マルチレベルカラー印刷の場合の制約も公知である。 制約 Also, restrictions in the case of multilevel color printing are known.

 1つのそのような方法が、欧州特許出願EP1239662「improved color halftoning for printing with multiple inks」のKoen Vande Veldeの方法である。この方法では、結果的に逸脱する輝度値を生じる出力画素のマルチレベルカラー値の特定の組合せが、可能な組合せから除外される。 One such method is the method of Koen Vande Velde in European patent application EP 1 239 662 "improved color halftoning for printing with multiple inks". In this way, certain combinations of multi-level color values of output pixels that result in deviating luminance values are excluded from the possible combinations.

 また、本発明に係る方法が、各色に対して異なるレベル数を持つマルチレベルシステムに適用できることも明らかである。 It is also clear that the method according to the invention can be applied to multi-level systems with a different number of levels for each color.

第5の特定的実施形態:サブドット位相変調を伴うベクトル誤差拡散
 上記の実施形態は、単色画像再生にサブドット位相変調を伴う周波数変調ハーフトーニングを使用する場合について述べている。これらの実施形態は言うまでもなく、カラー印刷の文脈で、または一般的に複数のインク分解が印刷に使用される場合に、個々の色分解の周波数変調ハーフトーニングに使用することもできる。色分解画像の少なくとも1つは、本発明の方法を用いてハーフトーニング処理することができる。
Fifth Specific Embodiment: Vector Error Diffusion with Sub-Dot Phase Modulation The above embodiments describe the use of frequency modulation halftoning with sub-dot phase modulation for monochrome image reproduction. These embodiments can, of course, also be used in the context of color printing or, in general, when multiple ink separations are used for printing, for frequency-modulated halftoning of individual color separations. At least one of the color separated images can be halftoned using the method of the present invention.

 しかし、本発明の特定の実施形態では、サブドット位相変調の概念を延長して、異なる分解における網点の相対位置を制御し、かつ異なる分解画像の網点の重なり特性を考慮する。これは、結果的に得られる重ね刷りで結果的に得られる網点パターンの輝度コントラストが最小になるように行うことが好ましい。サブドット位相変調の概念は、異なる分解の網点の相対位置をより小さい増分でより精密に制御することを可能にするので、この特定の実施形態は、標準技法に比較して著しく低レベルのハーフトーニング粒状性を導く。 However, in certain embodiments of the present invention, the concept of sub-dot phase modulation is extended to control the relative positions of the dots in different resolutions and to take into account the overlap characteristics of the dots in different resolution images. This is preferably done in such a way that the resulting halftone pattern in the resulting overprint has a minimum luminance contrast. Since the concept of sub-dot phase modulation allows more precise control of the relative position of the halftone dots of different resolutions in smaller increments, this particular embodiment has a significantly lower level compared to standard techniques. Induces halftoning granularity.

 以下で、複数の分解画像から成る画像を変換するときに、サブドット位相変調を使用し、異なる分解の網点の相対位置を最適化する、誤差拡散方式の様々なステップを説明する。慣習により、以下では、原画のカラーチャネルの範囲が[0.0,1.0]であると想定する。 In the following, various steps of the error diffusion method will be described, which use sub-dot phase modulation to optimize the relative positions of the halftone dots of different resolutions when converting an image composed of a plurality of resolution images. By convention, the following assumes that the range of the original color channels is [0.0, 1.0].

 第1ステップは、画像の各位置(i,j)に対し、その位置におけるN個の原画の色料画素値の和に等しい中間輝度チャネル変数L(i,j)を決定することから成る。

Figure 2004112804
The first step consists in determining for each position (i, j) of the image an intermediate luminance channel variable L (i, j) equal to the sum of the N original colorant pixel values at that position.
Figure 2004112804

 この輝度チャネルの範囲は[0.0,N]である。 範 囲 The range of this luminance channel is [0.0, N].

 次のステップは、この輝度チャネルにマルチレベル周波数変調ハーフトーニングを実行することから成る。レベル数はNに等しい。原則として、任意の種類のマルチレベル周波数変調ハーフトーニング技法を使用することができるが、誤差拡散を例えば本書の前の部分で言及した既存の技術における公知の改善のいずれかと組み合わせて使用することが好ましい。マルチレベル誤差拡散方式の出力は、各画素がセット{0,1,2,...N−1}の値を有する量子化輝度チャネルL´(i,j)から成る。量子化輝度チャネルは、異なる色料チャネルの複合重ね刷りの最適輝度分布を代表する。 The next step consists of performing multi-level frequency modulation halftoning on this luminance channel. The number of levels is equal to N. In principle, any kind of multi-level frequency modulation halftoning technique can be used, but it is possible to use error diffusion, for example, in combination with any of the known improvements in existing techniques mentioned earlier in this document. preferable. The output of the multi-level error diffusion system is such that each pixel is set {0, 1, 2,. . . It consists of a quantized luminance channel L '(i, j) having a value of N-1}. The quantized luminance channel represents the optimal luminance distribution of a composite overprint of different colorant channels.

 第3ステップでは、ただし量子化輝度チャネルの出力を量子化ステップの追加的制約として使用して、原画のカラーチャネルにベクトル誤差拡散を実行する。ベクトル誤差は再び、本書の前の部分で言及した既存の技術における公知の改善のいずれかを使用することが好ましい。 In the third step, the vector error diffusion is performed on the original color channel, using the output of the quantized luminance channel as an additional constraint of the quantizing step. Vector error again preferably employs any of the known improvements in the existing art referred to earlier in this document.

 今から、サブドット位相変調の概念を使用するベクトル誤差拡散プロセスの量子化ステップについて、詳細に説明する。量子化ステップは、最初に「有効な量子化ベクトル選択肢」のセットを決定し、次いで、最も適切な1つを選択することから成る。 The quantization step of the vector error diffusion process using the concept of sub-dot phase modulation will now be described in detail. The quantization step consists of first determining a set of "valid quantization vector choices" and then selecting the most appropriate one.

 1セットの有効な量子化選択肢を得るために、最初に全ての変形色料値P´(i,j)xに、ハーフトーンクラスタを構成する画素の数を乗算する。この乗算から、前述の実施形態で説明した理由により、かつそうした技術に基づき、全ての網点が必ずしも同じサイズを持たないという事実が認識される。このようにして得られる数字は、最小値から最大値までランク付けされる。このランク付けは、次に続く処理の順序を制御する。 To obtain a set of valid quantization choices, first multiply all modified colorant values P '(i, j) x by the number of pixels that make up the halftone cluster. This multiplication recognizes the fact that not all the dots have the same size for the reasons described in the previous embodiment and based on such a technique. The numbers thus obtained are ranked from minimum to maximum. This ranking controls the order of subsequent processing.

 例えば4色印刷の場合に、前の順序付けステップで得られた数字がc、c、c、...cであると想定する。 For example, in the case of four-color printing, the numbers obtained in the previous ordering step are c 1 , c 2 , c 3 ,. . . it is assumed that c is four.

 最初の量子化ベクトル選択肢は、色料のどの網点も配置しないことである。慣習および前述の実施形態を説明する流れ図のいずれかに提示した方法に従って、これは、4種類の個々のインクに対する量子化選択肢Q2(c)、Q2(c)、Q2(c)、およびQ(c)を導く。これらの4つの値の和はQSと呼ばれ、第1の量子化ベクトル選択肢の輝度を表す。

Figure 2004112804
The first quantization vector option is to not place any halftone dots of the colorant. According to the method presented in one of a flow diagram illustrating the conventions and the aforementioned embodiments, it is quantized with respect to the four individual ink alternatives Q2 (c 1), Q2 ( c 2), Q2 (c 3), And Q 2 (c 4 ). The sum of these four values is called QS 1 and represents the luminance of the first quantization vector choice.
Figure 2004112804

 次に可能な量子化ベクトル選択肢は、単一の色料の網点を配置することから成る。1つの網点を配置する場合、最初の候補はcである。それは、このチャネルが最も低い値を持ち、網点の配置によって「暗くすることを最も必要とする」ためである。慣習および前述の実施形態を説明する流れ図のいずれかに提示した方法に従って、これは4つの個々のインクに対する量子化選択肢Q1(c)、Q2(c)、Q2(c)、およびQ2(c)を導く。これらの4つの値の和はQSと呼ばれ、第2の量子化ベクトル選択肢の輝度を表す。

Figure 2004112804
The next possible quantization vector option consists of placing a single colorant halftone dot. When placing the one dot, the first candidate is c 1. This is because this channel has the lowest value and "needs most to darken" depending on the placement of the dots. According to the method presented in one of a flow diagram illustrating the conventions and the aforementioned embodiments, this quantization alternatives Q1 (c 1) for the four individual inks, Q2 (c 2), Q2 (c 3), and Q2 (C 4 ) is derived. The sum of these four values is called QS 2, represents the luminance of the second quantization vector alternative.
Figure 2004112804

 第3の可能な量子化ベクトル選択肢は、2つの色料の網点を配置することから成る。2つの最良の候補はcおよびc2である。それは、これらの2つのチャネルが最も低い値を持ち、網点の配置によって「暗くすることを最も必要としている」ためである。慣習および前述の実施形態を説明する流れ図のいずれかに提示した方法に従って、これは4つの個々のインクに対する量子化選択肢Q1(c)、Q1(c)、Q2(c)、およびQ2(c)を導く。これらの4つの値の和はQSと呼ばれ、第3の量子化ベクトル選択肢の輝度を表す。

Figure 2004112804
A third possible quantization vector option consists of placing two colorant halftone dots. Two of the best candidate is c 1 and c2. This is because these two channels have the lowest values and are "most needed to darken" by the placement of the dots. According to convention and the method presented in any of the flowcharts describing the previous embodiments, this is the case with the quantization options Q1 (c 1 ), Q1 (c 2 ), Q2 (c 3 ), and Q2 for the four individual inks. (C 4 ) is derived. The sum of these four values is called QS 3, represents the luminance of the third quantization vector alternative.
Figure 2004112804

 このようにして、それらの輝度値QS、QS、QS、QS、およびQSによって表される5つの可能な量子化ベクトルが算出されるまで続ける。 In this way, we continue until the five possible quantization vectors represented by their luminance values QS 1 , QS 2 , QS 3 , QS 4 and QS 5 have been calculated.

 この段階で、実際に量子化ベクトルを選択する準備が整う。量子化輝度値L´(i,j)に最も密接に近似する値QS1[1−N]が、選択される量子化ベクトルである。この手順を使用することにより、ベクトル量子化の結果得られる輝度変化が、原画像の輝度チャネルに対する周波数変調プロセスから結果的に得られる分布L´(i,j)に従うことが達成される。 At this stage, it is ready to actually select the quantization vector. The value QS1 [1-N] that most closely approximates the quantized luminance value L '(i, j) is the selected quantized vector. By using this procedure, it is achieved that the luminance change resulting from the vector quantization follows the distribution L ′ (i, j) resulting from the frequency modulation process on the luminance channel of the original image.

 今、ベクトル誤差拡散量子化ステップにより、位置(i,j)でどの色料チャネルが網点を受け取るべきか、かつ、どのチャネルがそうでないかを決定することが可能になったので、網点を配置し、誤差を算出し、それらを対応する色料平面の少なくとも1つの未処理画素に拡散することを意味する実際の誤差拡散に作業を進める。これは、前述の実施形態で開示した方法に従って実行される。全ての可能な量子化ベクトル選択肢に対応する輝度値を算出することは、必ずしも必要ない。例えばQS<L´(i,j)<QSであることが分かった場合、QS、QS、QSは算出する必要がない。それは、これらの追加輝度値の算出が、量子化ベクトル選択肢の選択の最終結果に影響しないためである。これは、記載したアルゴリズムの性能の向上を可能にする。 Now that the vector error diffusion quantization step has made it possible to determine which colorant channel should receive the dot at position (i, j) and which channel is not, And work on the actual error diffusion, which means calculating the errors and diffusing them to at least one unprocessed pixel in the corresponding colorant plane. This is performed according to the method disclosed in the previous embodiment. It is not necessary to calculate the luminance values corresponding to all possible quantization vector options. For example, if it is found that QS 1 <L ′ (i, j) <QS 2 , there is no need to calculate QS 3 , QS 4 , and QS 5 . This is because the calculation of these additional luminance values does not affect the final result of the selection of the quantization vector option. This allows for improved performance of the described algorithm.

 上記の手順は、4つの色料の場合について詳細に説明したものである。しかし、N個のインクの場合に延長することは簡単である。 手 順 The above procedure describes in detail the case of four colorants. However, it is easy to extend for N inks.

 上述の実施形態の多くの他の変形および増強が可能である。例えば、色料値または色料ベクトル空間の位置の関数として変化する拡散加重を使用する。他の変形として、本質的に色相は同じであるが濃度の異なる色料、または印刷可能な色範囲を拡大することを目的として特殊色料の使用がある。さらに別の変形として、色料の部分集合のみに上記の方法を使用したり、異なる色料に対して異なる解像度で誤差拡散を実行することができる。 Many other variations and enhancements of the embodiments described above are possible. For example, use a diffusion weight that varies as a function of colorant value or position in colorant vector space. Other variations include the use of colorants that have essentially the same hue but different densities, or special colorants for the purpose of extending the printable color gamut. As a further variation, the method described above can be used for only a subset of the colorants, or error diffusion can be performed at different resolutions for different colorants.

上述の実施形態に従って処理された画像の例
 図23は、最新技術のハーフトーニング方法の結果得られた画像を示す。出力画像は、FloydおよびSteinberg誤差拡散を千鳥状走査および加重の50%摂動と組み合わせて使用し、その後で2×2の画素複製を続けることによって得られた。図24は、2×2画素のサイズの網点も使用した、本発明に係るハーフトーニング処理画像を示す。見て分かる通り、本発明に係る方法を用いて得られた画像は、微細な詳細および低い粒状性を示す一方、合理的階調値付近のワーム効果およびパターニングなどのアーチファクトはほとんど存在しない。網点は接合傾向が低くなり、網点間の距離はより精密に制御される。図25は、サブドット位相変調および可変網点サイズを伴う誤差拡散を使用した例を示す。
Example of an Image Processed According to the Above Embodiment FIG. 23 shows an image resulting from the state of the art halftoning method. The output image was obtained by using Floyd and Steinberg error diffusion in combination with staggered scanning and weighted 50% perturbation, followed by 2 × 2 pixel replication. FIG. 24 shows a halftoned image according to the present invention using halftone dots of 2 × 2 pixels. As can be seen, the images obtained using the method according to the invention show fine details and low graininess, while there are few artifacts such as worm effects and patterning near reasonable gradation values. Dots have a lower tendency to join, and the distance between the dots is more precisely controlled. FIG. 25 shows an example using sub-dot phase modulation and error diffusion with variable dot size.

 本発明の好適な実施形態を詳細に説明したが、請求の範囲に記載する本発明の範囲から逸脱することなく、それらに多くの変形を施すことができることを、当業者は今理解されるであろう。 Having described preferred embodiments of the invention in detail, those skilled in the art will now appreciate that many modifications can be made thereto without departing from the scope of the invention as set forth in the claims. There will be.

AMスクリーニングにより得られる劣化を示す。2 shows the degradation obtained by AM screening. FMスクリーニングにより得られる図1と同様の劣化を示す。It shows the same degradation as FIG. 1 obtained by FM screening. 基本的誤差拡散方式を示す。1 shows a basic error diffusion method. 誤差拡散方式の代替的実現を示す。4 shows an alternative implementation of the error diffusion scheme. 画素複製を伴わない値5/9の色調の周波数変調ハーフトーニングを示す。9 shows frequency modulated halftoning of a 5/9 color tone without pixel duplication. 2×2の画素複製を伴う値5/9の色調の周波数変調ハーフトーニングを示す。Figure 5 shows frequency modulation halftoning of a value 5/9 tone with 2x2 pixel duplication. 画素複製を使用して改善された印刷特性を持つクラスタ化された網点を得る方法の結果を示す。4 shows the results of a method for obtaining clustered halftone dots with improved printing properties using pixel replication. 標準FloydおよびSteinberg誤差拡散により得られる128/255の階調値の表現を示す。FIG. 8 shows the representation of 128/255 tone values obtained by standard Floyd and Steinberg error diffusion. FloydおよびSteinberg誤差拡散により得られる192/255の階調値を示す。19 shows 192/255 tone values obtained by Floyd and Steinberg error diffusion. 千鳥状走査およびしきい値の50%雑音を用いてFloydおよびSteinberg誤差拡散により得られる128/255の階調値を示す。Shown are 128/255 tone values obtained by Floyd and Steinberg error diffusion using staggered scanning and threshold 50% noise. FloydおよびSteinberg誤差拡散により得られる128/255の値を持つ、可能なシアン分解の例を示す。FIG. 4 shows an example of a possible cyan decomposition with a value of 128/255 obtained by Floyd and Steinberg error diffusion. 標準FloydおよびSteinberg誤差拡散により得られる128/255の値を持つ、可能なマゼンタ分解の例を示す。FIG. 4 shows an example of a possible magenta decomposition with a value of 128/255 obtained by standard Floyd and Steinberg error diffusion. ほぼ完全な見当合せ状態の図11および図12の分解の重ね刷りの表現を示す。FIG. 13 shows an overprint representation of the disassembly of FIGS. 11 and 12 in a substantially perfect registration state. 2つの分解がわずかに見当外れの状態の図11および図12の分解の重ね刷りの表現を示す。FIG. 13 shows an overprint representation of the separations of FIGS. 11 and 12 with the two separations being slightly misregistered. 値5/9を持つ色調の周波数変調ハーフトーニングに続いて2×2の画素複製を行った結果を示す。The result of 2 × 2 pixel duplication performed following frequency modulation halftoning of a tone having the value 5/9. 位相相関網点位置によるアーチファクトを解消するためにランダム要素を導入した値5/9の色調の周波数変調ハーフトーニングに続いて2×2の画素複製を行った結果を示す。The result of 2 × 2 pixel duplication performed after frequency modulation halftoning of a value 5/9 tone in which a random element is introduced in order to eliminate an artifact due to a phase correlation halftone dot position is shown. 2×2の画素複製およびサブドット位相変調を伴う値5/9の色調の周波数変調ハーフトーニングを示す。Figure 5 shows frequency modulation halftoning of a 5/9 tone with 2x2 pixel duplication and sub-dot phase modulation. 標準誤差拡散の量子化プロセスの代替的解釈を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an alternative interpretation of the standard error diffusion quantization process. サブドット位相変調を伴う誤差拡散の量子化プロセスを記載する流れ図である。4 is a flowchart describing a quantization process for error diffusion with sub-dot phase modulation. サブドット位相変調を伴う誤差拡散による量子化の例を示す。An example of quantization by error diffusion with sub-dot phase modulation is shown. サブドット位相変調および階調依存可変網点サイズを使用する誤差拡散方式を示す。4 shows an error diffusion method using sub-dot phase modulation and gradation-dependent variable halftone dot size. サブドット位相変調ならびに階調値および局所的コントラストの両方に依存する網点サイズを使用する誤差拡散方式を示す。FIG. 5 illustrates an error diffusion scheme using sub-dot phase modulation and a dot size that depends on both the tone value and the local contrast. 最新技術の誤差拡散を使用する周波数変調ハーフトーニングによる画像のレンダリングを示す。FIG. 4 illustrates rendering of an image with frequency modulation halftoning using state-of-the-art error diffusion. サブドット位相変調を使用する誤差拡散の結果を示す。4 shows the result of error diffusion using sub-dot phase modulation. サブドット位相変調および可変サイズ網点を使用する周波数変調ハーフトーニングの結果を示す。9 shows the results of sub-dot phase modulation and frequency modulation halftoning using variable size halftone dots.

Claims (4)

 少なくとも1つの網点が画素グリッド上に配置された隣接画素のクラスタから成るように構成された、網点を使用する周波数変調ハーフトーニングのための方法において、隣接画素の前記クラスタを前記画素グリッドの任意の位置に配置できることを特徴とする方法。 A method for frequency modulation halftoning using halftone dots, wherein at least one halftone dot is comprised of a cluster of adjacent pixels arranged on a pixel grid, the method comprising: A method characterized in that it can be placed at any position.  前記周波数変調ハーフトーニング方法が誤差拡散アルゴリズムに基づいている、請求項1に記載の方法。 方法 The method of claim 1, wherein the frequency modulation halftoning method is based on an error diffusion algorithm.  少なくとも1つの画素位置に対して量子化セットが決定され、少なくとも1つの量子化値に対して少なくとも2個の画素のクラスタがセットされる、請求項2に記載の方法。 The method of claim 2, wherein a quantization set is determined for at least one pixel location, and a cluster of at least two pixels is set for at least one quantization value.  入力画素値に基づく変形画素、および
 結果的に出力画像の濃度値の変化を生じる画素のクラスタの利用可能な出力画素値の組合せに各々対応する、利用可能な量子化値から成る変形画素値の量子化セット
を決定するステップと、
 前記変形画素値に基づいて、前記量子化セットから量子化値を選択するステップと、
 前記変形画素値および前記選択された量子化値に基づく誤差値を算出するステップと、
 前記算出された誤差の端数を加算することによって少なくとも1画素を変形するステップと
を含み、
 2画素以上に対応する出力画像の領域の濃度値の変化を考慮することを特徴とする、
入力画素から成る画像を出力画像に変換するための請求項2に記載の方法。
A transformed pixel value based on the input pixel value and a transformed pixel value consisting of available quantized values, each corresponding to a combination of available output pixel values of a cluster of pixels resulting in a change in density value of the output image. Determining a quantization set;
Selecting a quantization value from the quantization set based on the modified pixel value;
Calculating an error value based on the modified pixel value and the selected quantization value;
Deforming at least one pixel by adding a fraction of the calculated error,
Characterized in that a change in the density value of an area of the output image corresponding to two or more pixels is considered.
3. The method according to claim 2, for converting an image consisting of input pixels into an output image.
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